Введение к работе
з
Актуальность темы диссертации. Актуальность представленной работы следует из обязательного обеспечения необходимого уровня надежности железнодорожного пути, который напрямую связан с защитой пути от снежных лавин и других природных явлений, таких как сели, оползни и размывы.
Практика эксплуатации железных дорог в условиях горной местности показывает, что, как правило, сходы снежных лавин на путь имеют устойчивый характер и приводят к необходимости закрытия перегонов на время расчистки пути от снега. Наряду с этим, непрогнозируемый выход лавины на дорогу нарушает условия безопасности движения поездов. Так, например, на Чульжан-ской дистанции пути Красноярской ж.д. ежегодно сходят от 10 до 36 лавин с выходом на путь при среднем объеме порядка 120 кубических метров. На этой же дистанции в результате массовых сходов лавин во второй половине января 2006 г. перегоны были закрыты более чем на 6 часов, а для очистки пути от искусственных лавин, вызванных профилактическими взрывами, перегоны закрывались более чем на 23 часа в течение недели. На Мундыбашской дистанции пути Западно-Сибирской ж.д. в тот же зимний период перерывы в движении поездов составили около 4 часов.
Многолетние исследования и опытно-производственные работы показали эффективность применения лавинозащитных сооружений различных типов. Однако анализ применяемых средств защиты показывает, что в последнее время вопросам проектирования и строительства снегоудерживающих сооружений в России практически не уделялось должного внимания, хотя данный класс лавинной защиты является наиболее эффективным способом предупреждения образования лавин и имеет неоспоримые преимущества. В первую очередь, это низкая стоимость проектирования, строительства и эксплуатации, а также положительный экологический эффект, который оценивается степенью влияния сооружения на природную среду.
4 Строительство снегоудерживающих сооружений приобретает особую актуальность для лавиноопасных участков Западно-Сибирской и Красноярской железных дорог, поскольку морфометрические характеристики склонов и снежного покрова позволяют применять данный тип защиты с высоким экономическим эффектом.
Цель работы. Целью данной работы является разработка методик расчета снеговых нагрузок, проектирования и конструирования снегоудерживающих сооружений как самостоятельного средства защиты объекта от снежных лавин. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Обосновать и принять физико-математическую модель движения снега по горному склону в зоне зарождения лавины;
-
Определить снеговые нагрузки на удерживающие сооружения;
-
Определить параметры застройки зоны зарождения лавины снегоудер-живающими сооружениями с назначением расстояния между рядами, как вдоль склона, так и поперек;
-
Выбрать оптимальную конструкцию сооружения в зависимости от расчетных параметров снежного покрова и морфологии склона.
Методы исследований. Для решения поставленных задач выполнялись теоретические, экспериментальные и натурные исследования. При разработке основных принципов предлагаемых методик использовались результаты и достижения отечественных и зарубежных исследователей в области гляциологии.
В работе выполнены многовариантные расчеты на ЭВМ для определения усилий в элементах конструкции в зависимости от расчетных, снежных нагрузок и геометрических параметров сооружений.
Научная новизна.
1. Построена физическая модель движения снежного пласта сложного строения на горном склоне в зоне зарождения лавины, учитывающая сочетание режимов скольжения и течения снега;
2. Сформулирован критерий недопустимости скола снежного пласта, используемый для определения расстояний между рядами удерживающих сооружений;
3. Получена эмпирическая зависимость давления снежного пласта на сооружение с учетом его длины.
Практическая ценность работы заключается в возможности использования разработанных методов при проектировании противолавиной защиты и в обоснованном принятии оптимальных параметров конструкций снегоудержи-вающих сооружений.
Реализация исследований. Результаты исследований были использованы при разработке проектов строительства снегоудерживающих сооружений на лавиноопасных склонах на 437 км и 456 км линии Новокузнецк - Таштогол Западно-Сибирской железной дороги и на 99 км линии Новокузнецк - Абакан Красноярской железной дороги.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научно-технической конференции "Совершенствование технологии строительства и повышение надежности объектов в условиях Сибири "(Новосибирск, 1999 г.), Региональной научно-практической конференции "Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу" (Новосибирск, 2002 г.), научно-технических чтениях к 90-летней годовщине профессора А.К.Дюнина (Новосибирск, 2003 г.), научно-технической конференции "Особенности строительства и эксплуатации объектов и повышение их надежности в условиях Сибири" (Новосибирск, ЗАО СИБЦНИИТС, 2004 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и списка литературы. Общий объем работы составляет 110 страниц машинописного текста, в том числе 92 страницы основного текста, 36 рисунков, 10 таблиц. Список литературы включает 96 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
