Введение к работе
Актуальность работы. На фоне общего экономического спада и разрыва экономических связей, произошло резкое сокращение объемов заготовки и вывозки древесины. В этих условиях строительство лесовозных автомобильных дорог круглогодового действия повсеместно пракшчески полностью прекратилось, и не ведется уже более 10 лет. Истощение лесных массивов, тяготеющих к дорогам круглогодового действия, заставило перейти лесозаготовителей на сезонную вывозку. Основным недостатком таких технологий, является ограниченность периода её использования, и необходимость использования расширенного парка автопоездов, что в конечном итоге приводит к увеличению затрат на вывозку древесины. В весенний период, в местах расположения зимников, после оттаивания снежных и ледяных дорог, происходит дополнительное переувлажнение грунтов что, делает полосу отвода не пригодной для строительства дороги в летний период.
Временные дороги делают недоступными лесосеки после завершения лесозаготовок, а это затрудняет проведение противопожарных мероприятий и работ по лесовозобновлению. Все это указывает на необходимость строительства дорог круглогодового действия.
В процессе изучения технологий и способов возведения земляного полотна во второй дорожно-климатической зоне, нами было установлено:
-
существующие способы и технологии, либо дороги, либо технологически сложно осуществимы;
-
анализ рабочих операций возведения земляного полотна, существующих технологий, позволил установить, что грунт при наборе в начале разрыхляется, а затем уже в земляном полотне уплотняется, кроме этого значительные объемы мерзлого разрыхленного грунта предварительно перемещаются в отвал;
-
в процессе анализа энергоемкостей технологических операций возведения земляного полотна в зимнее время было установлено, что существенное снижение энергоемкости процесса строительства дороги, возможно, за счет оптимизации процесса разрыхления мерзлого грунта.
Учитывая то, что во второй дорожно-климатической зоне протяженность участков с переувлажненными грунтами составляют до 20% от общей длины лесовозных дорог, технология возведения земляного полотна на переувлажненных грунтах, снижающая энергоемкость процесса изготовления блоков из мерзлого грунта, может решить эту задачу.
В связи с выше изложенным, сформулируем цель настоящей работы, и основные задачи.
Цели и задачи. Цель работы - обоснование способа возведения земляного полотна лесовозных автомобильных дорог на переувлажненных грунтах в
ЗИМНее ВреМЯ ' "«- НАЦИОНАЛЬНАЯ
к I БИБЛИОТЕКА -г і
О»
«J-
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
анализ существующих технологий возведения земляного полотна лесовозных автомобильных дорог на переувлажненных грунтах;
исследование процесса возведения земляного полотна лесовозных автомобильных дорог на переувлажненных грунтах для регламента его технологической схемы и построения на её основе концептуальной схемы данного процесса;
разработка па базе полученной концептуальной схемы математической модели процесса возведения земляного полотна лесовозных автомобильных дорог на переувлажненных грунтах из мерзлых грунтовых блоков;
провести экспериментальные исследования для:
а) установления зависимости сопротивления мерзлого грунта
разрушению от изгибающего усилия в зоне действия упругих сил;
б) обоснования способа укладки грунтовых блоков в тело земляного
полотна;
в) проверки работоспособности земляного полотна лесовозных
автомобильных дорог на переувлажненных грунтах возведенного из
мерзлых грунтовых блоков;
определение параметров грунтовых блоков при возведении земляного полотна лесовозных автомобильных дорог;
на основании проведенных исследований, разработать рекомендации, по снижению энергоемкости процесса, возведения земляного полотна. Положения, выносимые на защиту:
математическая модель процесса возведения земляного полотна лесовозных автомобильных дорог на переувлажненных грунтах из мерзлых грунтовых блоков;
зависимость сопротивления мерзлого грунта разрушению от изгибающего усилия в зоне действия упругих сил и границы её применимости;
результаты проведенных экспериментальных исследований, в частности:
а) обоснование способа укладки грунтовых блоков в тело земляного
полотна,
б) проверка работоспособности земляного полотна лесовозных
авшмобильных дорог на переувлажненных грунтах возведенного из
мерзлых грунтовых блоков,
- параметры грунтовых блоков для возведения земляного полотна
лесовозных автомобильных дорог на основе математической модели в
процессе решения оптимизационной задачи.
Научная новизна.
- получен патент'на способ возведения земляного полотна;
построена математическая модель процесса возведения земляного полотна лесовозных автомобильных дорог из мерзлых грунтовых блоков на переувлажненных грунтах;
получена зависимость сопротивления мерзлого грунта разрушению от изгибающего усилия в зоне действия упругих сил и определены границы её применимости;
определены оптимальные параметры процесса возведения земляного полотна лесовозных автомобильных дорог.
Практическая значимость. Доказана практическая возможность строительства земляного полотна из мерзлых грунтовых блоков, и разработаны рекомендации по снижению энергоемкости процесса, возведения земляного полотна.
Методы исследований. Для решения поставленной цели были использованы методы: аналитический; математического анализа: штрафной функции, градиентного спуска; теории планирования эксперимента. В процессе решения теоретических задач и обработки результатов экспериментов применялись пакеты прикладных программ (ШШ): Math lab 7, Statistic.
Реализация работы. Результаты диссертационной работы прошли производственные испытания в Бирилюсском районе Красноярского края, и рекомендованы к внедрению в производство решением технического совета ООО «Енисейлесстрой» (протокол №4 от 14.05.03 г.). Апробация. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались: на ежегодных научно-технических конференциях СибТТУ (1999, 2003 г.г.); «Молодежь и наука. Третье тысячелетие» (Красноярск 2003 г.); на международной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура» СибАДИ (Омск 2004 и 2005 гг.); на межрегиональной научно-практической конференции «Экономический потенциал региона: оценка состояния и проблемы развития» КГТЭИ (Красноярск 2003 г.); на всесоюзной научно-технической конференции «Транспорт в лесном комплексе» МарГТУ (Йошкар-Ола 2004 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений.
