Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ исследований водно-теплового режима 10
1.1. Исследования изменения водно-теплового режима грунтовых оснований искусственных покрытий аэродромов 10
1.2. Характеристики сжимаемости грунтовых оснований 19
1.3. Влияние водно-теплового режима на характеристики сжимаемости грунтовых оснований искусственных покрытий 23
1.4. Выводы 26
Глава 2. Исследования климатических условий работы искусственных покрытий аэродромов СРВ 28
2.1. Краткие сведения о территории 28
2.2. Изменение температуры 32
2.3. Основы теории водно-теплового режима в конструкции аэродромного покрытия 34
2.4. Впитывание атмосферных осадков 37
2.5. Просыхание 39
2.6. Геологическое строение 39
2.7. Выводы 40
Глава 3. Исследования влияния водно-теплового режима на несущую способность искусственных покрытий 42
3.1. Анализ условий работы грунтовых оснований 42
3.2. Напряженное состояние аэродромных покрытий в течение года при воздействии статических нагрузок 52
3.3. Несущая способность жестких покрытий при воздействии динамических нагрузок в разные сезоны года 56
3.4. Выводы 66
Глава 4. Оценка несущей способности искусственных покрытий аэродромов методом ACN-PCN 68
4.1. Характеристика нагрузок на искусственные покрытия от современных самолетов ACN 68
4.2. Расчет жестких аэродромных покрытий 76
4.2.1. Расчет однослойных бетонных и армобетонных покрытий 76
4.3. Расчет нежестких аэродромных покрытий 82
4.3.1. Расчет нежесткого покрытия по предельному допустимому относительному прогибу 83
4.3.2. Учет влияния расстановки колес в опорах воздушных судов 86
4.3.3. Проверка прочности конструкции нежесткого покрытия по величине растягивающего напряжения при изгибе 88
4.3.4. Учет повторности приложения нагрузок от воздушных судов 90
4.3.5. Определение приведенной повторности для расчета по предельному относительному упругому прогибу 91
4.3.6. Определение приведенной повторности для расчета по величине растягивающего напряжения при изгибе 92
4.4. Резервы несущей способности покрытий аэродромов Вьетнама 93
4.5. Учет условий работы цементобетонных покрытий при эксплуатации аэродромов 97
4.5.1. Коэффициент условий работы m 97
4.6. Выводы 99
Глава 5. Учет сезонных изменений водно-теплового режима грунтовых оснований искусственных покрытий аэродромов СРВ 101
5.1. Расчет эквивалентного коэффициента постели 101
5.2. Учет сезонной переменчивости деформативных характеристик грунтовых оснований 105
5.3 Климатическое изменение режима увлажнения на опорных станциях Вьетнама 109
5.4 Выводы 113
Список литературы 117
Приложение. Примеры расчета интенсивности (режима эксплуатации) воздушных судов на аэродромных покрытиях 126
- Характеристики сжимаемости грунтовых оснований
- Несущая способность жестких покрытий при воздействии динамических нагрузок в разные сезоны года
- Характеристика нагрузок на искусственные покрытия от современных самолетов ACN
- Климатическое изменение режима увлажнения на опорных станциях Вьетнама
Введение к работе
Актуальность темы. Искусственные покрытия аэродрома, являются
базовым элементом авиапредприятия, постоянно подвергаются
механическим нагрузкам от воздушных судов (ВС), транспортных и
специальных машин, воздействиям природно-климатических,
гидрогеологических и эксплуатационных факторов. В результате, старение и износ покрытия, вызванные указанными факторами, в совокупности с увеличением эксплуатационных нагрузок, приводят к изменению напряженно-деформированного состояния (НДС), и, как следствие, появлению и развитию повреждений.
Жесткие покрытия являются одним из наиболее распространенных
видов аэродромных покрытий. От надежной и безопасной их работы
зависит эффективность функционирования всего аэропорта в целом.
Теория расчета на прочность жестких аэродромных покрытий
разработана достаточно полно. Вместе с тем практика эксплуатации
аэродромных покрытий показывает, что несущая способность
аэродромных покрытий непостоянна в различные периоды года и существенно зависит от деформируемости грунтового основания. Причем это непостоянство, как показывают исследования, более значительно для покрытий, в основании которых находятся связные грунты.
В соответствии с программой исследований по усовершенствованию методов эксплуатационной оценки прочности аэродромных покрытий проведен сравнительный анализ отечественного и зарубежного методов расчета покрытий, позволивший сделать два основных вывода о том, что между указанными методами существует единство в обосновании расчетной схемы и тождественности применяемых формул теории изгиба плит на упругом основании винклеровского типа и различие в величинах обобщенного коэффициента запаса прочности бетонных покрытий, в нормах расчета РФ этот коэффициент завышен.
Под обобщенным коэффициентом запаса прочности в данном случае
подразумевается величина, равная отношению среднего значения
прочности бетона на растяжение при изгибе в возрасте 28 суток
твердения к значению растягивающего напряжения в бетоне плиты от
воздействия нормативной самолетной нагрузки (без учета
коэффициентов динамичности и перегрузки), приложенной в
центральном поле плиты.
Относительное различие коэффициентов запаса прочности для бетонных аэродромных покрытий по нормам РФ и ИКАО достигает для участков покрытий группы А значения 1,2; для других участков покрытий оно несколько ниже.
Начиная с 2000 года интенсивность объемов воздушных перевозок Вьетнама снова начала расти, кроме того, Вьетнамские аэропорты стали обслуживать большое количество зарубежных различных типов самолетов.
Вместе с тем следует отметить, что до настоящего времени методам оценки несущей способности существующих аэродромных покрытий уделялось значительно меньше внимания, чем методам проектирования и расчета при новом строительстве. Это объясняется в основном тем, что во Вьетнаме осуществлялось массовое строительство новых аэропортов в различных провинциях, а парк воздушных судов представляли модели Советских самолетов.
Обследование аэродромов в трех климатических района показало, что значительное их количество из-за недостаточной несущей способности искусственных покрытий не может принимать воздушные суда с полной массой. Причем ограничения допустимой массы самолета даны исходя из наиболее неблагоприятного периода работы покрытий. Отмеченные выше изменения несущей способности жестких покрытий, кроме зимнего периода, не учитывается. В результате такого подхода имеющиеся резервы прочности жестких покрытий не используются, что приводит к большим материальным потерям.
Таким образом, сезонные изменения несущей способности покрытий при действии как статических, так и динамических нагрузок учитываются не полностью.
Объект исследования - искусственные аэродромные покрытия .
Цель работы явилось выявление существующих запасов прочности
жестких аэродромных покрытий, связанных с сезонным изменением
деформируемости грунтовых оснований и набором прочности
цементобетона во времени, а также разработка практических
рекомендаций по их учету при эксплуатационной оценке несущей способности жестких аэродромных покрытий.
Основные задачи работы:
Исследование теоретических основ работ плит жесткого аэродромного покрытия в различных климатических условиях;
Проведение анализа несущей способности жестких аэродромных покрытий под действием статических и динамических нагрузок в различные сезоны года;
Разработка предложений и рекомендаций по применению полученных результатов исследования на аэродромах с жестким покрытием; Выявление резервов прочности и несущей способности аэродромного покрытия с учетом разработанного показателя на основе проведенных исследований;
Разработка практических рекомендаций по эксплуатационной оценке несущей способности жестких аэродромных покрытий в различных климатических условиях под действием расчетных нагрузок от самолетов с учетом экономической целесообразности по предлагаемой методике расчета прочности покрытий.
Научная новизна работы заключается в разработке методики оценки несущей способности искусственных покрытий по методу ACN-PCN с применением результатов многолетних наблюдений за изменением сжимаемости естественного грунта в зависимости от водно-теплового режима проводит наблюдения за изменением температуры и влажности естественных грунтов государственная метеорологическая служба Вьетнама.
Достоверность
Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, базируется на большом объеме исследований.
Все содержащиеся в диссертации положения, выводы и
рекомендации обоснованы и вытекают из приведённых математических
и физических моделирований, высокой степенью совпадения
экспериментальных и расчетных данных. Диссертация выполнена с использованием современных средств вычислительной техники;
Практическая значимость работы заключаются в разработке
методики оценки резервов прочности искусственных покрытий
аэродромов СРВ в зависимости от изменения водно-теплового режима грунтовых оснований с использованием данных наблюдений за влажностью грунтов, которые проводятся гидрометеостанциями СРВ, а также набором прочности цементобетоном во времени.
На защиту выносятся:
- результаты теоретических исследований несущей способности
покрытий и деформируемости грунтов под действием статических и
динамических нагрузок по сезонам года;
- методика экспериментального обоснования и выбора целесообразной
модели работы грунтовых оснований и расчетных значений
характеристик сжимаемости грунтов по сезонам года;
- практические рекомендации по эксплуатационной оценке сезонной
прочности жестких аэродромных покрытий под действием статических и
динамических нагрузок;
- рекомендации по проектированию аэродромных покрытий на
территории Вьетнама.
Методы исследования. В работе использовалось численное моделирование с использованием лицензионных программных средств.
Апробация работы. Основные положения диссертационной
работы докладывались и обсуждались на расширенном заседании
кафедр «Аэропортов, инженерной геологии и геотехники» МАДИ в
декабре 2014 года; на 71-й научно-методической и научной-
исследовательской конференции (Москва, МАДИ, 2013г.); на 73-й
научно-методической и научной-исследовательской конференции
(Москва, МАДИ, 2015г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 2 статьи.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти
глав, общих выводов, приложения; содержит 135 страниц
машинописного текста, 39 рисунок, 29 таблиц, список литературы из 51 наименования.
Характеристики сжимаемости грунтовых оснований
Определение основных показателей сжимаемости грунтов производится путем их уплотнения под нагрузкой без возможности бокового расширения в условиях одномерной задачи. При такой схеме нагрузки деформации могут развиваться только в одном направлении. Испытания грунтов проводятся в жестком кольце (одометре), сам прибор называется компрессионным. Нагрузка на поверхность грунта прикладывается ступенями, величина ее устанавливается в зависимости от естественного состояния грунта и составляет 0,010; 0,025; 0,05 МПа. На каждой ступени нагрузки после стабилизации замеряется осадка и строится компрессионная кривая в координатах "давление - коэффициент пористости", для водонасыщенных грунтов в координатах - "давление -влажность".
Таким образом, коэффициент относительной сжимаемости равен относительной осадке, приходящейся на единицу давления. Если изменение вертикального давления происходит на бесконечно малую величину, то коэффициент пористости изменяется пропорционально этому давлению.
Зависимость выражает закон уплотнения грунта: бесконечно малое изменение относительного объема пор грунта прямо пропорционально бесконечно малому изменению давления.
Основными характеристиками сжимаемости грунтов является модуль общей деформации и коэффициенты бокового давления и поперечного расширения.
Модуль общей деформации, как и для упругих тел, является коэффициентом пропорциональности между напряжениями и относительными деформациями. В то же время модуль общей деформации существенно отличается от модуля упругости тем, что определяется по ветви уплотнения и, таким образом, учитывает упругие и остаточные деформации грунтов. Модуль общей деформации является важной характеристикой, используемой для расчета оснований зданий и сооружений по деформациям, и определяется в полевых и лабораторных условиях. Наиболее распространенный способ - проведение компрессионных испытаний с последующей их обработкой. В этом случае модуль общей деформации для песков и супесей равен 0,76, суглинков - 0,63 и глин -0,42.
Способность грунта уменьшаться в объеме под воздействием уплотняющих нагрузок называют сжимаемостью, осадкой или деформацией. По физическому строению грунт состоит из отдельных частиц различной крупности и минерального состава (скелет грунта) и пор, заполненных жидкостью (вода) и газом (воздух). Частицы в грунте бывают связанные и несвязанные между собой, но независимо от этого, прочность связей всегда ниже прочности частиц. При возникновении напряжений сжатия изменение объемов происходит за счет уменьшения объемов, располагающихся внутри грунта пор, заполненных водой или воздухом и за счет сгущения связующих (коллоидов). Таким образом, сжимаемость зависит от многих факторов, основными из которых являются физический состав, вид структурных связей частиц и величина нагрузки.
По характеру усадки разделяют упругие и пластические деформации. Упругие деформации возникают в результате нагрузок, не превышающих структурную прочность грунтов, т.е. не разрушающих структурные связи между частицами и характеризуются способностью грунта возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузок. Пластические деформации разрушают скелет грунта, нарушая связи и перемещая частицы относительно друг друга. При этом объемные пластические деформации уплотняют грунт за счет изменения объема внутренних пор, а сдвиговые пластические деформации - за счет изменения его первоначальной формы вплоть до разрушения. При расчетах сжимаемости грунта основные деформационные характеристики определяют в лабораторных условиях согласно коэффициенту относительной сжимаемости, коэффициенту бокового давления и коэффициенту поперечного расширения.
Предельным сопротивлением сдвигу называется способность грунта противостоять перемещению частей грунта относительно друг друга под воздействием касательных и прямых напряжений. Этот показатель характеризуется прочностными свойствами грунтов и используется в расчетах оснований зданий и сооружений. Способность грунта воспринимать нагрузки не разрушаясь, называют прочностью. В песчаных и крупнообломочных несвязных грунтах сопротивление достигается в основном за счет силы трения отдельных частиц, такие грунты называют сыпучими. Глинистые грунты обладают более высоким сопротивлением сдвигу, т.к. наряду с силой трения сдвигу противостоят силы сцепления: водно-коллоидные и цементационные связи (связные грунты). В строительстве этот показатель важен при расчете оснований фундаментов и строительства земляных сооружений с откосами.
Показатель сжимаемости грунтов количественно характеризуется модулем упругости, коэффициентом уплотнения.
Величина модуля упругости (сжимаемости) грунта Е (Мпа) колеблется в широких пределах в зависимости от вида, состава и состояния грунта. Модуль упругости грунта изменяется в зависимости от давления, и его величину можно принимать условно-постоянной лишь для небольших интервалов изменения давления.
Бетонные покрытия аэродромов, прогибы которых при действии расчетных нагрузок малы, рассчитывают, используя решения теории плит на упругих основаниях, в которых свойства грунтового основания оценивают коэффициентом постели или модулем упругости. При расчетах нежестких покрытий, которые только распределяют давление на грунтовое основание, а сами лишь в весьма малой степени могут воспринимать изгибающие моменты, сопротивление грунтов внешним нагрузкам оценивают модулем упругости.
Коэффициентом постели грунта называют коэффициент пропорциональности между удельной нагрузкой на грунт и его деформацией в пределах близкого к прямолинейному участка грунта.
В механике грунтов показано, что коэффициент постели, определяемый опытный путем, зависит от размеров и формы штампа, которым проводят пробное загружение. Поэтому расчетные значения коэффициента постели устанавливают на основе испытания грунтов большими стальными штампами, которые проводят в строго стандартных условиях, или используют данные контрольных перерасчетов существующих бетонных покрытий.
На конкретных аэродромах обычно модуль упругости определяют опытным путем, вдавливая в грунт круглый штамп. При этом размер штампа оказывают при однородных грунтах малое влияние на получаемый модуль упругости. Суммирование упругих деформаций слоев по приведенной выше формуле от затухающих по глубине напряжений приводят в этом случае к зависимости
Несущая способность жестких покрытий при воздействии динамических нагрузок в разные сезоны года
Грунт представляет собой трехкомпонентную систему, состоящую из твердых частиц, воды и воздуха. Твердые частицы образуют скелет грунта, а вода и воздух заполняют промежутки между зернами - поры грунта.
При длительных статических нагрузках вода и воздух почти полностью выжимаются из пор, трехкомпонентная система вследствие чего существенно изменяется. При кратковременных динамических нагрузках воде и воздух выжимаются из пор не полностью и система грунта изменяется в меньшей мере. При воздействии динамических нагрузок деформации грунта в значительной мере зависят от скорости нагружения. Каждой скорости нагружения соответствует определенная кривая деформации грунта. При разных значениях скорости деформации грунта зависимость напряжений от его деформация может быть изображена семейством кривых. Кривая 1 соответствует медленному статическому сжатию грунта, когда скорость нагружения мала. Увеличение скорости нагружения вызывает поднятие кривой нагрузки кривые 2,3. При мгновенном приложении динамической нагрузки - ударном нагружении - кривая нагрузки 4 занимает наивысшее положение. Таким образом, все кривые нагрузок в общем семействе кривых расположены между двумя предельными кривыми, соответствующими статическому сжатию и ударному нагр ужению. При медленном статическом нагружении величина деформации существенно больше, чем при динамическом ударном нагружении, при котором деформация грунта является функцией продолжительности приложения нагрузки. Поэтому в случае воздействия динамических нагрузок расчетную скорость деформирования естественных грунтовых оснований при определении несущей способности аэродромных покрытий необходимо устанавливать в зависимости от скорости движения самолета.
Исследования по динамическому нагружению различных грунтов показали, что скорость распространения в них упругих волн зависит от вида грунта. Например, скорость распространения волн в плотных глинистых грунтах составляет 2000-3500 м/с, в скальных породах повышаются до 4500-5500 м/с. В грунтах песчаных, суглинках и супесях, наиболее характерных для оснований аэродромных покрытий, скорость распространения волн уменьшается до 300-1000 м/с. Таким образом, скорость распространения волн существенно зависит от механического состава грунта.
Опыты, выполненные в лабораторных условиях, показали, что при влажности W= 0,6 + 0,8 WT, соответствующей весеннему и осеннему сезонам года, скорость деформирования супесчаного грунта составляла 20-30 м/с. Для образцов грунта, имеющих влажность W= 0,4+0,6 WT соответствующую летнему состоянию грунта, скорость деформирования возрастала и составляла 40-50 м/с и 70-80 м/с соответственно для супесчаных и суглинистых грунтов. Таким образом, распространение деформаций в грунтовых основаниях протекает при различной влажности с различной скоростью. Так как влажность грунта в различные сезоны года различна, то различны динамические параметры грунта в зависимости от времени года. Это обстоятельство является важным для определения несущей способности аэродромных покрытий при воздействии динамических нагрузок в различные сезоны года.
Расчетным случаем динамического воздействия самолетных нагрузок на аэродромные покрытия является движение самолета при скоростях 30-40 км/час, т.е. в случае, когда подъемная сила самолета невелика, а деформации покрытий достигают значительной величины. Динамическое действие самолетных нагрузок вызывается скоростью движения самолетов и перегрузками, связанными с ударами при движении самолета по неровностям покрытия.
Вопрос о движении самолета по ровному покрытию для системы с бесконечном числом степеней свободы приводит к необходимости решения дифференциального уравнения в частных производных четвертого порядка [7].
При движении самолета по покрытиям с неровностями, которые в этой или иной мере всегда имеются на покрытии, решение уравнения значительно осложняется. При движении самолета со скоростью 40-60 км/час, когда влияние подъемной силы мало, динамический расчет можно проводить и для более простых моделей. Как показали исследования Г.И. Глушкова для практических расчетов можно систему с одной степенью свободы.
Следует указать, что все существующие практические способы оценки несущей способности аэродромных покрытий при воздействии на них самолетных динамических нагрузок сводятся к определению коэффициента динамичности и его учете при расчете покрытия на прочность на воздействие статической нагрузки.
Прогиб покрытия с учетом неупругих сопротивлений грунта определяется в результате решения уравнения для системы с одной степенью свободы:
Исследования показывают, что влияние неупругих сопротивлений, а также явления резонанса на расчетные максимальные параметры невелико. Это позволяет производить практические расчеты максимальных значений прогибов покрытий без учета влияния неупругих сопротивлений. Поэтому выражение (3.18) можно упростить
Определим значения величин, входящих в уравнение (3.20).
Приведенную массу покрытия определим из условия, что кинетическая энергия системы, состоящей из бетонного покрытия с присоединенной массой основания равняется кинетической энергии сосредоточенной массы, расположенной в заданной точке
Характеристика нагрузок на искусственные покрытия от современных самолетов ACN
Классификационное число покрытия PCN определяется в зависимости от величины нагрузки Fn на опору ВС, которая установлена в результате расчетов.
Для расчетной нагрузки Fn на опору ВС или нормативную четырехколесную опору по стандартным программам ИКАО при установленном коде прочности основания определяется число ACN. Полученное значение числа ACN объявляется числом PCN.
Для нормативной четырехколесной опоры значения ACN приведены в таблице 4.1.
Ограничение суммарной интенсивности самолето-вылетов ВС в соответствии с НГЭА СССР производится в зависимости от соотношения
PCN/ACN:
для жестких покрытий
при 1 PCN/ACN 0,85 десять самолето-вылетов в сутки;
при 0,85 PCN/ACN 0,8 два самолето-вылета в сутки;
при 0,8 PCN/ACN 0,75 один самолето-вылет в сутки;
при 0,75 PCN/ACN 0,66 два самолето-вылета в неделю;
при 0,66 PCN/ACN 0,6 один самолето-вылет в неделю.
для нежестких покрытий
при 1 PCN/ACN 0,8 двадцать самолето-вылетов в сутки; при 0,8 PCN/ACN 0,7 пять самолето-вылетов в сутки; при 0,7 PCN/ACN 0,66 один самолето-вылет в сутки.
Примечание. Для жестких и смешанных аэродромных покрытий интенсивность определяется как среднесуточное за год количество самолетовылетов, для нежестких как количество самолето-вылетов в сутки.
Разовые (аварийные) посадки ВС допускается выполнять при PCN/ACN 0,5.
Одновременное ограничение интенсивности и взлетной массы выполняется в следующей последовательности.
1. Предварительно выбирается из таблицы 4.1 значение кт п и вычисляется соответствующее ему классификационное число
2. Вычисляется допустимая взлетная масса тдоп, при которой допускается интенсивность N\.
3. Выполняется анализ значения тдои по условиям эффективности производства полетов. Если требуется увеличить тдои, выбирается следующий интервал / и вычисляется большее значение тдои по формуле (4.1) Процесс поиска допустимого значения тдои, при котором возможна интенсивность Nj самолето-вылетов может быть продолжен до тех пор, пока не будут рассмотрены все интервалы (см. табл.4.1).
Жесткие покрытия обладают способностью воспринимать растягивающие напряжения, вызываемые действием нагрузки от воздушных судов и природными факторами. Покрытие под нагрузкой работает как плита на упругом основании: деформации покрытия, как правило, упругие, а давление плиты на грунт мало. Благодаря большой распределительной способности диаметры чаши прогибов значительны, а прогибы под нагрузкой невелики. К жестким относятся покрытия из монолитного предварительно напряженного бетона и железобетона, из сборных предварительно напряженных железобетонных плит, из монолитного железобетона, бетонные и армобетонные покрытия. В настоящее время наибольшее применение получили бетонные и армобетонные покрытия, а также покрытия из сборных предварительно напряженных железобетонных плит.
Армобетонным считается покрытие из цементного бетона, армированного сеткой, расположенной на расстоянии от дневной поверхности равном от 1/3 до 1/2 толщины плиты; процент армирования (степень насыщения бетона арматурой) определяется температурными напряжениями и находится в пределах 0,10 до 0,15.
При толщине плиты до 30 см их армируют сетками из стержневой арматуры диаметром от 10 до 14 мм, при толщине плит свыше 30 см - диаметром от 14 до 18 мм. Шаг стержней в сетках принимают от 15 до 40 см в зависимости от длины плиты и диаметра стержней арматуры. Поперечное армирование -конструктивное; расстояние между поперечными стержнями принимают равным 40 см.
Железобетонными считаются покрытия, в которых необходимую площадь арматуры определяют расчетом на эксплуатационную нагрузку. Рабочая арматура располагается в двух или одном уровне по сечению плиты, процент армирования каждого уровня должен быть не менее 0,25.
Для армирования железобетонных покрытий с ненапрягаемой арматурой применяют сварные каркасы из арматуры диаметром от 12 до 18 мм или сварные сетки из арматуры диаметром от 5 до 18 мм. Расстояния между стержнями назначают в зависимости от требуемой площади арматуры и принятого диаметра стержней в пределах от 10 до 30 см.
В зависимости от срока службы и степени совершенства искусственные покрытия разделяются на капитальные, облегченные и переходные. Капитальные типы покрытий применяются на аэродромах, предназначенных для эксплуатации тяжелых воздушных судов. К облегченным относятся покрытия из прочных щебеночных материалов подобранного состава, обработанных органическими вяжущими материалами.
Переходные покрытия применяются при эксплуатации аэродрома легкими самолетами. К переходным относятся покрытия из щебеночных и гравийных материалов с обработкой вяжущими материалами, а также покрытия из грунтов и местных малопрочных минеральных материалов, обработанных органическими и неорганическими вяжущими.
Искусственные покрытия, как правило, устраивают на искусственных основаниях из материалов, обработанных органическими или неорганическими вяжущими. Представление данных о несущей способности покрытий и воздействии на них опор воздушных судов. При расчете покрытий рекомендуется учитывать воздействие воздушных судов различных типов, которые предполагается эксплуатировать на аэродроме. На практике точный прогноз состава движения самолетов составить довольно сложно, и существует несколько путей его учета при расчете и проектировании покрытий. Коэффициенты приведения определяются по специальным графикам в зависимости от соотношения внутренних усилий, возникающих в конструкции покрытия при воздействии рассматриваемой и расчетной нагрузок — для жестких покрытий, или от соотношений характеристик колес расчетной и рассматриваемой опоры — для нежестких покрытий.
Классификационное число воздушного судна (англ. Aircraft Classification Number, ACN) — это нормативный параметр Международной организации гражданской авиации (ИКАО), выражающий относительное воздействие воздушного судна на искусственное покрытие взлётно-посадочной полосы аэродрома, используемый в паре с классификационным числом покрытия.
За единицу ACN берется нагрузка, которую оказывает одно колесо массой 500 кг и давлением в пневматике 12,5 кгс. ACN рассчитывается для различных воздушных судов и публикуется в нормативных и справочных документах (например, в «Нормах годности к эксплуатации гражданских аэродромов (НГЭА)», а также в сборнике аэронавигационной информации Jeppesen, клапан Airport Directory. ACN воздушного судна рассчитывается для центровки, при которой достигается критическая нагрузка на критическое шасси. Обычно для расчетов используется предельно задняя центровка при максимальной рулежной массе. Однако, в некоторых случаях, при предельно передней центровке достигается критическая нагрузка на носовую стойку.
Для воздушных судов с полетной массой, равной или меньшей 5700 кг (12500 фунтов), ACN не рассчитывается. Для таких воздушных судов в плане полета указывается максимально возможная полетная масса ВС и максимально возможное давление в пневматике. Например 4000kg (88001bs)/0,50MPa (73psi).
Климатическое изменение режима увлажнения на опорных станциях Вьетнама
В режимах увлажнения различных регионов Вьетнама сезонные изменения проявляются достаточно определенно в непосредственной связи с макросиноптическими преобразованиями воздушных переносов. Дождливый сезон в каждом из районов может начаться раньше или позднее средних климатических сроков. В течение сезона имеет место смена различных типов погоды. Соответствующие даты начала и окончания сезона во многом определяются региональными особенностями рельефа и воздушных переносов.
Но в целом для территории Вьетнама можно выделить периоды погоды с преобладающим выпадением обильных осадков и периоды их отсутствия или существенного ослабления [13].
Дождливые сезоны в Индокитае могут быть связаны с двумя основными типами атмосферных макропроцессов. Летом это приход на территории Вьетнама экваториальных или тропических воздушных масс. Зимой наблюдается поступление внетропических воздушных масс. Начало сезона дождей в отдельных районах наблюдается в определенные сроки. Так в южной и центральной части страны летний муссон в 70 - 80% случаев начинается в мае и продолжается 6-7 месяцев. Максимумы осадков в период летнего сезона чаще всего приходятся на дни с максимальными значениями температуры воздуха в июне и сентябре. Большая часть годовых сумм осадков (90-95%) и 90% дождевых дней выпадает в месяцы летнего сезона дождей.
К северу от 11 с. ш. летние месяцы входят в сухой сезон; зимний сезон дождей начинается в сентябре и заканчивается в декабре. В конце лета - начале зимы активизирует выход тайфунов, влияние которых на максимальные осадки может быть более значительным, чем усиление северо-восточного муссона.
Приведенные климатические и макросиноптические данные о температурном режиме и режиме увлажнения в различных районах Вьетнама свидетельствуют о большой изменчивости погоды и ее зависимости от атмосферной циркуляции и возможно, от влияющих на нее факторов.
Прочность (модуль деформации или другая характеристика) данного грунта зависит главным образом от его влажности, плотности, температуры и условий залегания (структуры). Для талого грунта: E=f(w,6,c), (5.5) где с - коэффициент, характеризующий условия сложения (естественное сложение - выемка, искусственное сложение - насыпь) и первоначального уплотнения грунта.
Закономерности сезонного изменения влажности, плотности и прочности зависят от степени формирования структуры грунта земляного полотна. Под действием нагрузки и водно-тепловых факторов в возведенном полотне со временем формируется новая структура грунта. Через некоторый период в сформировавшемся полотне образуется новая дисперсная система, в которой изменение влажности грунта обусловливает (определённое) изменение его плотности.
Для оценки возможности объединения результатов исследований однотипных видов грунтов, установленных на территории Вьетнама, была выполнена статистическая обработка экспериментальных данных. Она включала оценку совокупностей значений, полученных в процессе испытаний.
Вследствие объединения рядов результатов наблюдений были установлены функциональные зависимости Е. = f(Wr„\ tn =ЇЩ Л и с - f(Wn4.\ для глин, суглинков и супесей. Эти зависимости лучше всего аппроксимируются экспоненциальной кривой [7].
Расчетные значения модуля деформации глинистых грунтов (пылеватые суглинки и супеси) оснований, соответствующие расчетной влажности W0T.
На основе изложенного выше анализа исследований представляется возможным сделать следующие основные выводы.
Водно-тепловой режим основания является одним из важнейших направлений в исследовании технической физики основания. От уровня его теоретического исследования в значительной степени зависит успех в решении многих инженерных задач, возникающих при проектировании, строительстве и эксплуатации аэропортов [5].
Теория водно-теплого режима аэродромов очень сложна и включает в себя комплекс научных знаний из грунтоведения, механики грунтов, климатологии, термодинамики, гидродинамики, молекулярной физики и физико-химии дисперсных тел.
Теория водно-теплового режима аэродромов разработана ещё недостаточно. Имеется настоятельная потребность в её дальнейшем совершенствовании и принципиальном развитии, а следовательно, и в разработке принципов и методов расчета и регулирования водно-теплового режима.
Разработанная проф. Н.А.Пузаковым общая теория влагонакопления (для различных гидрогеологических условий) в земляном полотне автомобильных дорог представляет большой научный и производственной интерес, но требует дальнейшего совершенствования и принципиального развития.
Такой принцип исследования позволяет в наиболее короткий срок разработать методы проектирования и строительства устойчивых, долговечных и экономичных конструкций оснований и аэродромных покрытий в различных природных условиях Вьетнама, что имеет важное народно-хозяйственное значение [5].