mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)10.30932/1992-3252-2020-18-82-101mirtr-1884Research ArticleНАУКА И ТЕХНИКАSCIENCE AND ENGINEERINGФакторы, оказывающие влияние на развитие продольных профильных деформаций земляного полотна в криолитозонеFactors Influencing Development of Longitudinal Profile Deformations of the Roadbed in the Permafrost ZoneШапранВ. В.ShapranV. V.

Шапран Владимир Владимирович – инженер 1-й категории информационно-аналитического отдела Санкт-Петербургского центра диагностики и мониторинга устройств инфраструктуры – Октябрьской дирекции инфраструктуры – структурного подразделения Октябрьской железной дороги – филиала открытого акционерного общества «Российские железные дороги»

Санкт­Петербург

Shapran, Vladimir V. - engineer of the analytics and information section of St. Petersburg Centre for Diagnostics and Monitoring of Infrastructure Facilities of Oktyabrskaya Infrastructure Direction, a Structural Unit of Oktyabrskaya Railway, a subsidiary 

St. Petersburg

shaprandi@gmail.comФазиловаЗ. Т.FazilovaZ. T.

Фазилова Зульфия Тельмановна – кандидат технических наук, доцент кафедры транспортного строительства

Москва

Fazilova, Zulfia T. - Ph.D. (Eng), Associate Professor at the Department of Transport Construction

Moscow

fazil_1905@mail.ruОАО «РЖД»РоссияJSC Russian RailwaysRussian FederationРоссийский университет транспортаРоссияRussian University of TransportRussian Federation20202804202018282101Copyright © Шапран В.В., Фазилова З.Т., 20202020Шапран В.В., Фазилова З.Т.Shapran V.V., Fazilova Z.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/1884

В перспективе до 2025 года на полигоне Северной железной дороги прогнозируется увеличение объёмов работы на 28,4 %, что связано со строительством Северного широтного хода. При этом значительная часть Северной железной дороги характеризуется сложными природно-климатическими условиями: вечной мерзлотой, полигонально-жильными льдами, заторфованностью территорий, резкими перепадами температур, значительными объёмами осадков в виде снега. В условиях планируемого роста грузонапряжённости диагностика земляного полотна в зоне распространения грунтов со слабой несущей способностью на фоне глобального изменения климата носит ключевой характер. Статья посвящена вопросам обследования земляного полотна, расположенного в криолитозоне. Результаты диагностики состояния железнодорожного пути позволяют прогнозировать состояние объектов железнодорожной инфраструктуры, производить категорирование просадок земляного полотна по степени опасности и разрабатывать мероприятия по его стабилизации. Целью работы является изучение факторов, влияющих на процессы деградации земляного полотна, расположенного в криолитозоне. Методы работы основаны на натурных обследованиях «больных» мест земляного полотна и статистических формах анализа продольных профильных деформаций (просадок) пути. Результатом проведённой работы является исследование влияния ряда факторов, на развитие деформаций земляного полотна, расположенного в криолитозоне. В дальнейшем планируется на основе результатов диагностики состояния железнодорожного пути производить прогнозирование многолетнемёрзлого состояния объектов железнодорожной инфраструктуры, производить категорирование просадок земляного полотна по степени опасности и разрабатывать мероприятия по его стабилизации.

Up to 2025 operations at the network of the Northern Railway (a subsidiary of JSC Russian Railways) may increase according to forecasts by 28,4 %, which is associated with construction of the Northern latitudinal railway. At the same time, a significant part of the Northern Railway is characterized by difficult climatic conditions: permafrost, polygonal-vein ice, peat bog areas, sharp temperature drops, significant amounts of precipitation in the form of snow. In the context of the planned increase in cargo intensity, the diagnostics of the roadbed in the zone of distribution of soils with weak bearing capacity against the backdrop of global climate change is of key character. The article is devoted to survey of the roadbed located in the permafrost zone. The results of diagnostics of the state of the railway track make it possible to forecast the state of railway infrastructure facilities, to categorize subsidence of the roadbed according to the degree of danger, and to develop measures for its stabilization. The objective of the work is to study the factors affecting degradation of the roadbed located in the permafrost zone. The methods of the work are based on field examinations of «sick» places of the roadbed and statistical forms of analysis of longitudinal profile deformations (subsidence) of the track. The result of this work is the study of influence of a number of factors on dev elopment of deformations of the roadbed located in the permafrost zone. In the future, it is planned, based on the results of diagnostics of the state of the railway track, to forecast the permafrost state of railway infrastructure facilities, to categorize subsidence of the roadbed according to the degree of danger, and to develop measures to stabilize it.

железная дорогакриолитозонаморенный рельефтермокарстсезонное протаивание грунтовсуффозия грунтовпрофильные неровностирадарограммаравноупругость путиrailwaycryolithozonemoraine topographythermokarstseasonal thawing of soilssoil suffusionprofile irregularitiesradarogramtrack equal-elasticityReferencesЛуцкий С Я , Шепитько Т В , Черкасов А М Технологический мониторинг сооружения земляного полотна на высокотемпературной мерзлоте // Сб : II Международный симпозиум земляного полотна в холодных регионах Материалы симпозиума / Под ред А Л Исакова и Ц К Лю – 2015 – С 41–48Lutsky, S Ya , Shepitko, T V , Cherkasov, A M Technological monitoring of construction of the roadbed on high-temperature permafrost soil [Tekhnologicheskiy monitoring sooruzheniya zemlyanogo polotna na vysokotemperaturnoi merzlote] Proceedings of 2nd International symposium of roadbed in cold regions Ed by A L Isakov and C K Liu, 2015, pp 41–48Стоянович Г М , Пупатенко В В , Сухобок Ю А Опыт комплексного геофизического обследования объектов железнодорожной инфраструктуры // Современные технологии Системный анализ Моделирование – 2012 – № 1 – С 282–287Stoyanovich, G M , Pupatenko, V V , Sukhobok, Yu A Experience in a comprehensive geophysical survey of railway infrastructure facilities [Opyt kompleksnogo geofizicheskogo obsledovaniya ob’ektov zheleznodorozhnoni infrastruktury] Sovremennie tekhnologii. Sistemniy analiz. Modelirovanie, 2012, Iss 1, pp 282–287Пупатенко В В , Паженцев Я В Комплексное обследование насыпей в Якутии // Путь и путевое хозяйство – 2009 – № 9 – С 25–26Pupatenko, V V , Pazhentsev, Ya V Comprehensive survey of embankments in Yakutia [Kompleksnoe obsledovanie nasypei v Yakutii] Put’ i putevoe khozyaistvo, 2009, Iss 9, pp 25–26Fazilova, Z T, Shapran, V V Operation of civil and linear facilities of railway transport in Arctic zone Proceedings of the 2018 International Conference «Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies», IT and QM and IS2018, 2018, pp 207–211Fazilova, Z T, Shapran, V V Operation of civil and linear facilities of railway transport in Arctic zone Proceedings of the 2018 International Conference «Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies», IT and QM and IS2018, 2018, pp 207–211Loktev, A , Fazilova, Z , Zaytsev, A , Borisova, N Analytical modeling of the dynamic behavior of the railway track in areas of variable stiffness Proc TRANSOILCOLD Series: Lecture Notes in Civil Eng Ed A Petriaev and A Konon, Vol 1, pp 165–172Loktev, A , Fazilova, Z , Zaytsev, A , Borisova, N Analytical modelling of the dynamic behavior of the railway track in areas of variable stiffness Proc TRANSOILCOLD Series: Lecture Notes in Civil Eng Eds A Petriaev and A Konon, Vol 1, pp 165–172Шполянская Н А Плейстоцен-голоценовая история развития криолитозоны Российской Арктики «глазами» подземных льдов – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2015 – 344 сShpolyanskaya, N A The Pleistocene-Holocene history of development of the permafrost zone of the Russian Arctic with the «eyes» of underground ice [Pleistotsen­golotsenovaya istoriya razvitiyw kriolitozony Rossiiskoi Arktiki «glazami» podzemnykh ldov] Izhevsk, Institute for Computer Research, 2015, 344 pБабкин Е М , Хомутов А В , Дворников Ю А , Хайруллин Р Р , Бабкина Е А Изменение рельефа торфяника с вытаивающим полигонально-жильным льдом в северной части Пур-Тазовского междуречья // Проблемы региональной экологии – 2018 – Т 4 – С 115–119Babkin, E M , Khomutov, A V , Dvornikov, Yu A , Khairullin, R R , Babkina, E A Change in the relief of peat with melting polygonal vein ice in the northern part of Pur-Taz interfluve [Izmenenie rel’efa torfyanika s vytaivayushchim poligonalno­zhilnym ldom v severnoi chasti Pur­Tazovskogo mezhdurechiya] Problemy regionalnoi ekologii, 2018, Vol 4, pp 115–119Станиловская Ю В , Мерзляков В П , Сергеев Д О , Хименков А Н Оценка опасности полигонально-жильных льдов для линейных сооружений // Геоэкология Инженерная геология Гидрогеология Геокриология – 2014 – № 4 – С 367–378Stanilovskaya, Yu V , Merzlyakov, V P , Sergeev, D O , Khimenkov, A N Assessment of danger of polygonal vein ice for linear structures [Otsenka opasnosti poligonalno­zhilnykh ldov dlya lineinykh sooruhenii] Geoekologia. Inzhenernaya geologiya. Gidroreologiya. Geokriologiya, 2014, Iss 4, pp 367–378Бойцов А В Геокриология и подземные воды криолитозоны: Учеб пособие – Тюмень, ТюмГНГУ, 2011 – 178 сBoytsov, A V Geocryology and groundwater of permafrost zone: Study guide [Geokriologiya i podzemnie vody kriolitozony: Ucheb. posobie] Tyumen, Tsogu, 2011, 178 pКудрявцев С А , Кажарский А В Численное моделирование процесса морозного пучения и оттаивания в зависимости от скорости промерзания грунтов // Современные технологии Системный анализ Моделирование – 2012 – № 2 – С 105–110Kudryavtsev, S A , Kazharsky, A V Numerical modelling of the process of frost heaving and thawing depending on the rate of freezing of soils [Chislennoe modelirovanie protsessa moroznogo pucheniya i ottaivaniya v zavisimosti ot skorosti promerzaniya gruntov] Sovremennie tekhnologii. Sistemniy analiz. Modelirovanie, 2012, Iss 2, pp 105–110Фазилова З Т , Шапран В В , Скворцов О В Профильные деформации земляного полотна в условиях вечной мерзлоты // Путь и путевое хозяйство – 2018 – № 11 – С 22–24Fazilova, Z T , Shapran, V V , Skvortsov, O V Profile deformations of the roadbed in permafrost [Profilnie deformatsii zemlyanogo polotna v usloviyakh vechnoi merzloty] Put’ i putevoe khozyaistvo, 2018, Iss 11, pp 22–24Roman, L T , Tsarapov, M N , Kotov, P I , Volokhov, S S , Motenko, R G , Cherkasov, A M , Shtein, A I , Kostousov, A N Manual on the determination of physical and mechanical properties of freezing, frozen and thawing dispersed soils (KDU, University Book), 2018, 188 p DOI: https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-1-2-111Roman, L T , Tsarapov, M N , Kotov, P I , Volokhov, S S , Motenko, R G , Cherkasov, A M , Shtein, A I , Kostousov, A N Manual on the determination of physical and mechanical properties of freezing, frozen and thawing dispersed soils KDU, University Book publ , 2018, 188 p DOI: https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-1-2-111Архив данных Воркутинской дистанции пути Северной дирекции инфраструктурыArchive of data of Vorkuta Track Division of the Northern Directorate of Infrastructure [Arkhiv dannykh Vorkutinskoi distantsii puti Severnoi direktsii infrastruktury]Архив данных Воркутинской дистанции пути Северной дирекции инфраструктуры, выходные формы ДКИ Интеграл.Data archive of Vorkuta Track Division of the Northern Directorate of Infrastructure, output forms of DCI Integral [Arkhiv dannykh Vorkutinskoi distantsii puti Severnoi direktsii infrastruktury, vykhodnie dannie formy DKI Integral].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.