авторефераты диссертаций www.z-pdf.ru
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
 

На правах рукописи

Лыу Ань Туан

ВЛИЯНИЕ ВОДНО-ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА НА

НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ИСКУССТВЕННЫХ

ПОКРЫТИЙ АЭРОДРОМОВ В УСЛОВИЯХ СРВ

Специальность 05.23.11 – Проектирование и строительство

дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных

тоннелей

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2015

1

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Советник генерального директора

ФГУП ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект»

Иванов Вадим Николаевич

кандидат технических наук,

заместитель генерального директора по

инновационной деятельности и научно-

исследовательской работе ОАО

ПИиНИИ ВТ «Ленаэропроект»

Вторушин Виктор Николаевич

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном

образовательном

учреждении

высшего

профессионального

образования «Московский автомобильно-дорожный государственный

технический

университет

(МАДИ)

на

кафедре

«Аэропортов,

инженерной геологии и геотехники».

Научный руководитель

- кандидат технических наук, профессор

Чутков Александр Анатольевич

Ученый секретарь

диссертационного совета

Кандидат техническихнаук,

профессор

2

Борисюк Н.В.

Ведущая организация

- ФГУП «Администрация гражданских

аэропортов (Аэродромов)», г. Москва

Защита состоится «24» декабря 2015 года в ___ часов на заседании

диссертационного

совета

Д

212.126.02

при

Федеральном

государственном бюджетном образовательном учреждении высшего

профессионального

образования

«Московский

автомобильно-

дорожный государственный технический университет (МАДИ) по

адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

Телефон для справок : 8-(499) 155-93-24

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте МАДИ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью

организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Копию отзыва просим прислать на e-mail: uchsovet@madi.ru

Автореферат разослан «

» октября 2015 года

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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.

3

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;

4

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:

5

-

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.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во

введении

обосновывается

актуальность

темы,

сформулирована цель исследования, раскрывается научная новизна и

практическая ценность работы, дается основная характеристика работы,

основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе даны краткие сведения о территории Вьетнама и

её природных условиях. Характерными условиями значительной части

этой территории являются наличием слоя в основании и периодическое

изменение характеристик аэродромных покрытий под воздействием

водно-теплового

режима.

Задача

состоит

в

оценке

изменения

6

влажности грунтовых оснований под воздействием сезонных природно-

климатических процессов на территории на положении аэродрома.

Изучению несущей способности капитальных покрытий аэродромов

с точки зрения сезонной деформируемости естественных грунтовых

оснований посвящены труды известных ученых: В.Ф. Бабкова, А.К.

Бируля, Н.М. Герсеванова, Г.И. Глушков, С.А. Голованенко, Н.Н.

Иванова, И.А. Медникова, В.К. Некрасова, Н.В. Орнатского, Н.А.

Пузакова, Б.С. Раева-Богословского, В.М. Сиденко, А.Я. Тулаева, И.И.

Черкасова, Л.И. Манвелова, А.А. Чутков, А.С. Смирнова, В.Д. Садовой,

В.И. Носов и др. Анализ выполненых исследований свидетельствуют о

необходимости учета изменения характера деформируемости грунтовых

оснований жестких покрытий в разные сезоны года. Проф. Черкасов И.И.

указывает

на

существенное

изменение

значений

характеристик

деформируемости и распределяющей способности грунтов в разные

сезоны года. В работе проф. В.К. Некрасова и проф. В.И. Носова

приведены вывод о том, что изменение деформируемости наиболее

существенно

сказывается

на

прочности

конструкций

покрытий,

грунтовое

основание

которых

представлено

связными

грунтами.

Отмечено,

что

проведенные

исследования

по

определению

эквивалентного модуля деформации дорожной одежды не дает ответа

на вопрос о характере деформируемости грунтового основания в

момент испытания. Следовательно, не представляется возможным

утверждать, какая из расчетных моделей наиболее полно отражает

работу грунта под нагрузкой в конкретных условиях, а так же какова

расчетная величина его характеристики деформируемости.

Расчетные характеристики грунта должны определяться с учетом

фактических условий его работы вследствие чего важным вопросом при

расчете аэродромных покрытий, особенно по сезонам года, является

выбор целесообразной модели грунтового основания.

Достоверные результаты, описывающие характер работы грунта

под действием статической нагрузки дают штамповые испытания по

методике

разработанной

проф.

И.И.

Черкасовым

и

к.т.н.

А.С.

Смирновым.

В

результате

исследований,

выполненных

В.Ф.Бабковым,

Д.Д.Барканом,

Н.М.Герсевановым,

Г.И.Глушковым,

Н.Н.Ивановым,

Б.Г.Кореневым, М.С.Коганзоном, С.В.Коноваловым, Д.Е.Подыниным,

А.П.Синицыным, А.С.Смирновым, Ю.М.Яковлевым и др., выявлены

7

основные закономерности деформирования грунта под действием

динамических

нагрузок.

Задачей

настоящих

экспериментально-

теоретических

исследований

явилось

определение

особенностей

работы грунта под действием динамической нагрузки в разные сезоны.

Во второй главе рассмотрены природно- климатические условия,

а именно как изменение температуры и влажности во времени на

территории Вьетнама и теория водно-теплового режима применительно

к конструкции аэродромного покрытия.

Земляное полотно в зависимости от гидрогеологических условий

может увлажняться со всех сторон. Сверху и с боку вода поступает от

атмосферных осадков или поверхностных вод, а снизу – от грунтовых

вод.

Грунты основания и слои аэродромного покрытия представляют

собой многокомпонентные и многофазные динамические гетерогенные

системы,

в

которых

непрерывно

происходят

термодинамические

процессы фазовых превращений. В ходе этих процессов, в каждой точке

постоянно

изменяются

параметры

давление,

температура,

концентрация вещества.

Фазовый состав влаги в грунтах определяется общей влажностью.

Математическая интерпретация миграционного потока влаги условно

классифицируется 4 типами: диффузным, миграцию описывают законом

Фика; пленочным, миграцию описывают законом трения Ньютона;

капиллярным,

миграцию

описывают

законом

Навье-Стокса;

и

гравитационным, миграцию описывают законом Дарси. Однако такие

идеально-классические

модели,

хотя

и

упрощают

физико-

математическую

сущность

явления,

дают

во

многих

случаях

малопригодные для использования инженерных задач решения. Кроме

того, четко выделить можно лишь 2 механизма: диффузный, если

влажность грунта W W, где W

– максимальная гигроскопическая

влажность; и гравитационный, если

W W, где W

– полная

влагоемкость. В остальном интервале изменения влажности механизмы

миграции влаги накладываются друг на друга.

Согласно исследованиям академика А. В. Лыкова, для таких

процессов термодинамические силы переноса тепла и вещества равны:

(1)

(2)

мг

мг

пв

пв

1

t

t

8

X   t ,

t

B

X

 

t ;

(для двухмерного случая) – оператор Гамильтона,

где:

t - абсолютная температура,

- потенциал свободной энергии F в направлении обобщенной

координаты - массы вещества,

1x

- единичные векторы соответственно по направлениям x и y.

Из этих уравнений следует, что теплообмен влияет на массообмен,

а последний в свою очередь изменяет теплосодержание. Таким

образом, перенос тепла и влаги нужно рассмотреть комплексно в виде

связанных между собой дифференциальных уравнений.

При только положительной (в шкале Цельсия) температуре

поровая влага существует в жидкой форме (фазе) или в форме водяного

пара. Так как при W W

поровая вода находится лишь в виде

пленочного слоя, покрывающего частицы скелета грунта, и под

огромным давлением притягиваема к этим частицам, ее миграция (по

диффузному механизму) оказывается очень малой. Так, при таком

условии влагообмен в основном протекает в интервале W

W W

и

потенциал

свободной

энергии

можно

представить

потенциалом

переноса водяного пара и жидкой фазы влаги.

Для установления закономерностей водно-теплового режима на

конкретной территории большой интерес представляют длительные

наблюдения за динамикой влажности и плотности грунтового основания.

В третьей главе проведен определение резервов несущей способности

жестких

покрытий

в

зависимости

от

изменения

сезонной

деформируемости естественных грунтовых оснований.

Для исследования сезонной несущей способности жесткого

покрытия

использовали метод натурных испытаний статической нагрузкой.

Изменение

сжимаемости

грунтового

основания

приводит

к

существенному изменению напряженно-деформированного состояния

аэродромных покрытий. Так, пример, изгибающий момент в центре

армобетонной плиты толщиной 0,24м при изменении коэффициента

постели от 30 МН/м3до 210 МН/м3 изменяется в 1,3 раза (рис.1). Следует

отметить, что изменение изгибающего момента в зависимости от

сжимаемости грунта при действии одноколесной и многоколесной

нагрузки неравнозначно, что наглядно показывают результаты расчетов

приведенных

в

виде

графиков

на

рис.2.

Характер

изменения

изгибающего момента зависит также и от места приложения нагрузки.

9

F

и 1y

мг

мг

пв

  1x

1y

x

y

На краю плиты влияние сжимаемости грунта на напряженное состояние

более значительное.

Рис.1.

Зависимость

расчетного

изгибающего

момента

в

рассматриваемом сечении

плиты покрытия от коэффициента

постели / H=0,42m, M=350/

Рис.2. Зависимость максимального изгибающего момента при

центральном загружении плиты покрытия от коэффициента постели /

H=0,42m, M=350/

На рис. 1,2 представлены графики зависимостей изгибающего момента

в

рассматриваемом

сечении

плиты

покрытия

и

максимального

изгибающего момента при центральном загружении плиты покрытия от

коэффициента постели.

10

В

четвертой

главе

изложен

оценка

несущей

способности

искусственных покрытий аэродромов методом ACN – PCN.

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.

Взлётно-посадочные операции на аэродроме с минимальной

перегрузкой допускаются для:

нежесткого покрытия, когда ACN больше опубликованного PCN не

более чем на 10%;

жесткого или комбинированного покрытия, если ACN превышает

PCN менее чем на 5%;

неопределенного покрытия, если ACN превышает PCN менее чем

на 5%.

Основными

задачами,

решаемыми

при

проектировании

и

эксплуатации аэродромных покрытий, следует считать следующие:

-

прямая

задача,

заключающаяся

в

определении

толщины

конструктивных слоев новых покрытий при которой обеспечивается

выполнение предельного состояния;

- обратная задача – оценка несущей способности существующих

покрытий при эксплуатации самолетов различного типа.

При

решении

указанных

задач

прочностные

характеристики

грунтовых оснований назначаются для расчетного периода года –

11

сезона, при котором прочностные характеристики имеют минимальные

значения. Следует отметить, что расчетный период является весьма

непродолжительным

и

прочностные

характеристики

грунта

в

нерасчетное время могут существенно превышать установленное

нормами значение. Однако учет сезонного изменения прочностных

характеристик не производится. При решении первой задачи данная

особенность вполне допустима, в то же время вторая задача, то есть

оценка эксплуатационной прочности покрытий аэродромов, решенная

только для расчетного периода года может привести к неверным

результатам вследствие необоснованных резервов прочности.

В данной работе предлагается методика оценка эксплуатационной

прочности жестких покрытий аэродромов Вьетнама в зависимости от

изменения водно-теплового режима грунтовых оснований в различные

периоды года.

Оценка эксплуатационной прочности жестких покрытий аэродромов

гражданской

авиации

должна

производиться

в

соответствии

с

основными требованиями ИКАО, изложенными в нормативных и

методических

документах

по

проектированию

и

эксплуатации

аэродромов гражданской авиации.

В настоящее время в аэродромной практике СРВ для представления

данных о несущей способности аэродромных покрытий применяют

метод «ACN-PCN». Сущность оценки эксплуатационной пригодности

аэродромных покрытий состоит в сопоставлении классификационного

числа PCN, характеризующего несущую способность конструкции

покрытия, с классификационными числами воздушных судов – ACN при

определенной категории прочности основания.

Покрытие

может

эксплуатироваться

без

ограничений,

если

выполняется условие:

ACN PCN .

(5)

Если условие (5) не выполняется, необходимо ввести ограничения

массы воздушного судна или интенсивности движения.

С целью определения указанного резерва прочности покрытия было

проанализировано напряженное состояние аэродромных покрытий по

сезонам года. В результате полевых испытаний естественных грунтовых

оснований

на

территории

аэропорта

Нойбай

(г.

Ханой)

было

установлено, что в расчетный период значение коэффициента постели

составляет от 70 до 90 МН/м3, в остальные периоды эксплуатации может

достигать 160 МН/м3.

12

Был выполнен расчет значений PCN в зависимости от изменения

коэффициентов постели в пределах, охватывающих все возможные

значения для условий СРВ.

На

рисунках

3–6

приведены

графики

зависимости

классификационных чисел PCN от значений коэффициентов постели

для различных кодов прочности основания (A, B, C). Для каждой из

полученной

кривой

выполнена

аппроксимация

аналитическими

выражениями

по

методу

наименьших

квадратов,

позволяющая

определять промежуточные значения PCN и экстраполировать в случае

необходимости.

Коэффициент постели Кs, МН/м3

Рис.3. График зависимости между коэффициентом постели Ks и

классификационным числом PCN при коде основания А

Коэффициент постели Кs, МН/м3

13

Рис.4. График зависимости между коэффициентом постели Ks и

классификационным числом PCN при коде основания B

Коэффициент постели Кs, МН/м3

Рис.5. График зависимости между коэффициентом постели Ks и

классификационным числом PCN при коде основания C

В

результате

выполненных

исследований

установлено,

что

искусственные покрытия аэродромов СРВ имеют резервы прочности,

обусловленные сезонными изменениями водно-теплового режима их

грунтовых

оснований.

Учет

сезонных

изменений

коэффициентов

постели

может

быть

выполнен

с

использованием

полученных

аналитических зависимостей PCN и коэффициентов постели.

Коэффициент условий работы учитывает: усталость бетона,

концентрацию

напряжений

в

элементах

конструкций,

явление

релаксации,

процесс

накапливания

остаточных

деформации

в

основании

покрытий,

температурные

напряжения

и

нарастание

прочности бетона во времени.

Коэффициент условий работы изменяется в зависимости от повторности

приложения нагрузок для различных участков искусственных покрытий.

Впервые коэффициент условий работы

следующей формулой:

m m1m2m3,

может быть представлен

(6)

m

Где m - расчетный коэффициент условий работы;

m1-

коэффициент,

характеризующий

влияние

повторного

приложения нагрузок, вызывающих усталость бетона, концентрацию

напряжений, рост остаточных деформаций.

14

(7)

Где W - прогиб покрытия при однократном проходе расчетного самолета;

Wn - прогиб покрытия при расчетном числе проходов того же

самолета.

Коэффициент m2 может быть выражен так:

(8)

(9)

Таким образом, общая формула для определения коэффициента

условий работы имеет следующий вид:

(10)

Коэффициента

условий

работы

был

предложен

в

нормах

проектирования [СниП 2-47-80]

Как следует из формулы (10), для вычисления коэффициента условий

работы необходимо предварительно определить прогиб покрытия от

расчетного количества проходов самолета (Wn ), предел прочности на

растяжение

при

изгибе

бетона

к

расчетному

сроку

( )

и

дополнительные температурные напряжения ( Rt ).

В

процессе

испытаний

покрытий

многократно

повторяющимися

нагрузками установлено, что прогиб покрытия связан с повторностью

воздействия логарифмической функцией:

(11)

15

m2 - коэффициент, характеризующий нарастание прочности бетона

во времени;

m3- коэффициент, зависящий от температурных напряжений.

Коэффициент m1 можно выразить следующим отношением:

W

m1 

,

Wn

R

m2 

,

R28

Где

- предел прочности на растяжение при изгибе бетона к расчетному

сроку;

R28- предел прочности бетона на растяжение при изгибе в возрасте

28 дней (марка бетона по изгибу).

Коэффициент m3можно определить по формуле:

R

R28  Rt

m3 

,

R28

Где Rt - дополнительные температурные напряжения.

W R

Wn R28

m

R28  Rt.

2

R

Wn  W logN.

Для

определения

коэффициента

m2 использованы

исследования,

посвященные изучению нарастания прочности бетона во времени.

Наибольший

интерес

представляют

данные

для

растяжения,

полученные Бюро общественных дорог Англии, согласно которым

прочность бетона в возрасте

N суток по отношению к месячной

прочности при нормальном хранении образцов может быть определена

по формуле:

(12)

Сравнительные

расчеты

показывают,

что

для

расчетного

срока

эксплуатации покрытий до капитального ремонта, определяемого 9-12

годами, коэффициент нарастания прочности бетона во времени равен

примерно 1,3.

В

пятой

главе

представлены

закономерности

сезонного

изменения влажности, плотности и прочности зависят от степени

формирования структуры грунта 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.

Полевые и лабораторные исследования позволили установить

состав и свойства грунтового основания. Оно состоит в основном из

глинистых грунтов- пылеватых супесей и суглинков.

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

исспытаний.

16

Где - коэффициент, характеризующий тип основания и конструкцию

покрытий (определяется опытным путем):

N - число проходов самолета по одному следу.

Расчетное число проходов самолета по одному следу определяется

исходя

из

расчетной

интенсивности

эксплуатации

аэродрома,

эксплуатационного

срока

службы

покрытий

и

из

характера

действительного распределения мест прохождения колес самолета по

ширине покрытий взлетно-посадочной полосы и рулежной дорожки.

R

t

 0,71 0,19log N.

R28

Wот, в долях единицы

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

440

340

270

220

190

420

320

250

200

160

470

370

300

250

220

440

340

270

230

200

520

430

360

320

280

490

400

330

290

250

17

Тип грунтов

Глинистые

грунты

Пылеватые

суглинки

Супеси

K

0.95

0.90

0.95

0.90

0.95

0.90

0,95

260

240

Вследствие

объединения

рядов

результатов

наблюдений

были

установлены функциональные зависимости

,

и

, для глин, суглинков и супесей. Эти зависимости лучше

всего аппроксимируются экспоненциальной кривой.

Расчетные значения модуля деформации глинистых грунтов (пылеватые

суглинки и супеси) оснований, соответствующий расчетной влажности

.

Таблице 1.

Рис 6. График зависимости модуля упругости в глинистом

грунте основания от его относительной влажности.

Расчетные значения Коэффициенты с и

глинистых грунтов

(пылеватые суглинки и супеси) оснований, соответствующий расчетной

влажности

.

Рис 7. График зависимости сил сцепления разных грунтов

основания от его относительной влажности.

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.

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.

Разработанная учеными РФ общая теория ( для различных

гидрогеологических условий) влагонакопления в грунтовом основании

аэродромов и автомобильных дорог представляет большой научный и

18

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 основания и аэродромных

покрытий в различных природных условиях Вьетнама, что имеет важное

народно-хозяйственное значение.

Общие выводы

1. Использование резервов прочности аэродромных покрытий

создает возможность увеличения коммерческой загрузки воздушных

судов главным образом в летний и зимний периоды года. В первую

очередь это важно для аэропортов, предусмотренных для эксплуатации

перспективных воздушных судов, где в настоящее время имеются

ограничения взлетных масс по несущей способности покрытий.

2. Исследование установлено, что однозначно определенные

характеристики прочности покрытий в расчетных условиях создают

определенные резервы несущей способности

покрытий в различные

сезоны

года,

которые

зависят

от

распределяющей

способности

грунтовых

оснований

и

их

деформативности

при

воздействии

статических и динамических нагрузок.

3. При воздействии динамической нагрузки деформации грунтов

меньше, чем при эквивалентной статической нагрузке примерно на 20 –

35%. Соответственно, при динамическом воздействии возрастают

значения

характеристик

деформируемости

грунта

(коэффициент

постели и модуль деформации) на ту же величину.

4. В результате экспериментальных и теоретических исследований

установлено, что при эксплуатационной оценке прочности покрытий

следует учитывать реальные условия работы краевых участков плит при

загружении их многоколесными опорами воздушных судов, с учетом

фактической распределяющей способности грунтовых оснований.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в

следующих статьях:

1. Лыу Ань Туан. Водно-тепловой режим аэродромных покрытий в

условиях Вьетнама. //Наука и техника в дорожной отрасли - М., 2013,

№4.

2. Лыу Ань Туан. Резервы несущей способности покрытий

аэродромов Вьетнама. //Наука и техника в дорожной отрасли - М., 2015,

№1.

19



Похожие работы:

«КАСИМОВ ВАСИЛЬ АМИРОВИЧ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЛОКАЦИОННЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ НА ПРОВОДАХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 05.11.13 Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань – 2015 Лачугин Владимир Федорович старший научный кандидат технических наук, Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Казанский государственный энергетический университет, на кафедре Экономика и...»

«Матвеева Веста Сергеевна СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ДАННЫХ ДЛЯ РАССЛЕДОВАНИЯ ИНЦИДЕНТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Специальность: 05.13.19 – методы и системы защиты информации, информационная безопасность АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Автор: _ Москва – 2015 Научный руководитель: Официальные оппоненты: Ведущая организация: Кандидат технических наук, доцент кафедры Криптология и дискретная...»

«Будыльский Дмитрий Викторович АВТОМАТИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ОБЩЕСТВЕННОГО МНЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА СООБЩЕНИЙ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ Специальность 05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Брянск – 2015 ГКОУ ВПО Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Брянский государственный технический университет Научный руководитель Подвесовский Александр Георгиевич, кандидат технических наук,...»





 
© 2015 www.z-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.