Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время в проблеме борьбы с лавинной опасностью наметился разрыв между практикой и теорией. С одной стороны, ведутся интенсивные лавинные исследования как в СНГ, так и за рубежом. С другой стороны, в инженерную практику слабо внедряются результаты исследований. Опыт их применения для проектирования протпволавинных мероприятий на железных и автомобильных дорогах СНГ привел к ряду явных недоразумении, к необоснованному завышению или снижению как расчетных параметров снежных лавин, так и запасов прочности противолавинных сооружений.
Сравнительно недавно лавинная опасность на железных дорогах СНГ недооценивалась, так как протяженность горных железнодорожных участков была очень малой в сравнении со всей сетью. Положение в корне меняется в связи со строительством Байкало-Амурской магистрали — восточного звена 2-го Транссиба, сооружением линии Тында—-Якутск, предстоящим железнодорожным строительством в огромных горных регионах Средней Азии, Саян и всего северо-востока. Лавинная опасность угрожает перегонам, станциям,, железнодорожным поселкам, всем устройствам электрификации и СЦБ. Ущерб, причиняемый дорогам снежными лавинами, огромен.
Этот ущерб может быть предотвращен совсем или сведен до минимума путем осуществления различных противолавинных мероприятий. Противолавинные инженерные сооружения для защиты железных и автомобильных дорог нашли широкое применение как в СНГ, так и за рубежом, но крайне слабо учитывался при этом экологический фактор. Обоснованный расчет лавинных нагрузок до последнего времени был затруднен из-за недостаточных экспериментальных данных.
Кроме разрушительного действия на инженерные сооружения, лавины являются' мощным фактором разрушения природных ландшафтов. Но ни в одной из известных классифи-
каций противолавинных средств не учитывается экологический фактор, хотя он должен быть сейчас решающим при выборе этих средств.
Цель работы заключалась в разработке методик расчета основных параметров лавинозащитных сооружений при проектировании и защите существующих горных железных и автомобильных дорог с учетом особенностей их трассирования, количественной оценки снеголавинных нагрузок и других факторов.
Задачи исследований. В соответствии с этим выполнены:
-
Анализ имеющихся методов расчета снеголавинных нагрузок.
-
Анализ существующего опыта проектирования и строительства лавинозащитных и тормозящих сооружений за рубежом и в нашей стране.
-
Экспериментальные и теоретические исследования процесса взаимодействия защитных и тормозящих сооружений с лавинным потоком.
Методика исследований. В экспериментальных исследованиях использовались методы физического моделирования. При полевых работах применялись методики снеголавинных наблюдений, принятые в системе Гидрометеослужбы. В работе, кроме собственных проектных разработок автора, использована проектная документация Кыргызтранспроекта, Снб-гнпротранса, Ленгипротранса, Тбилавтодортранса, Кавгипро-транса и других проектных организаций.
Научная новизна. Впервые классификация противолавинных средств построена с учетом ведущего экологического фактора с выделением 4-х классов мероприятий в зависимости от их «экологической чистоты».
Получен полный набор критериев физического подобия для моделирования ударного воздействия лавинных тел на сооружения.
Создана лабораторная установка для массового изучения в масштабе 1: 1 ударов рыхлых блоков по неподвижным жестким н рыхлым преградам и решеткам, имитирующим действие тормозящих сооружений.
Проведенными исследованиями установлены в критериальной форме новые связи между величинами, определяющими процесс взаимодействия снежных лавин с защитными сооружениями. На их основе получены соотношения для оценки величины основных расчетных силовых параметров в зависимости от плотности, скорости движения снежных масс и 2
других факторов. С учетом количественной оценки снегола-винных нагрузок разработана методика выбора параметров лавинозащитных и тормозящих сооружений и общие требования по их размещению.
Практическая ценность. Использование предложенной методики при защите горных железных и автомобильных дорог позволит существенно снизить затраты на противолавиниыс сооружения за счет реальной оценки величины снеголавин-ных нагрузок, правильного размещения на местности и обоснованного выбора типа и вида лавинозащитных сооружений. Результаты проведенных исследований были учтены при составлении «Инструкции по защите горных железных дорог от снежных лавин». Рекомендации послужили основой для разработки проектов по защите автомобильной дороги Бишкек— Ош от снежных лавин, применение которых дало экономический эффект около трех миллионов.
Разработанная методика также может использоваться в сходных природно-климатических условиях в противолавнн-ном строительстве на горных дорогах северо-восточных районов России и других республик, входящих в состав СНГ.
Реализация исследований. Основные выводы диссертационной работы нашли практическое применение: в «Инструкции по защите горных железных дорог от снежных лапин»; в проектах по защите автодорог Кыргызстана от снежных лавин.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и одобрены на научной конференции, посвященной 50-летию образования снежно-метеорологической службы треста «Апатит», в ноябре 1986 г. (г. Кировск Мурманской обл.), на Всесоюзном гляциологическом симпозиуме в ноябре 1989 г. (г. Звенигород Московской обл.); на Всесоюзном гляциологическом совещании в ноябре 1990 г. (г. Зеленоград Московской обл.), на научно-технической конференции НИИЖТа, посвященной 100-летию Транссиба, в ноябре 1991г. (г. Новосибирск), на заседании кафедры «Изыскания, проектирование и постройка ж. д.» НИИЖТа в мае 1991 г. (г. Новосибирск), на заседании кафедры «Путь и путевое хозяйство» НИИЖТа в январе 1992 г. (г. Новосибирск).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 статей ^ сборниках научных трудов НИИЖТа и сборниках статей "идрометеоиздата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из вве-іения, четырех глав, выводов, списка литературы (191 наи-
менование на 18 страницах), одного приложения (на 18 страницах). Общий объем работы составляет 187 страниц машинописного текста, в том числе 44 рисунка.