Технологическое регулирование и мониторинг сооружения земляного полотна в Арктике

Изложена технология повышения несущей способности основания дорожного земляного полотна на высокотемпературных многолетнемерзлых грунтах в Арктической зоне. Целью исследования является разработка технологических режимов упрочнения слабого основания насыпей, допускающих регулирование нагрузок при строительстве объектов на многолетнемерзлых грунтах. В качестве методов исследования в статье использовались методы организации строительства в криолитозоне, метод системного анализа и системного подхода. Методика заключается в поэтапном моделировании и расчете параметров геотехнического мониторинга состояния земляного полотна для определения максимально допустимых технологических нагрузок.

Определены задачи и функции системы регулирования и мониторинга технологических операций для направленного повышения прочностных характеристик слабых оснований в строительный период. Установлены основные факторы, влияющие на функционирование нового природно-технического комплекса в период строительства на мерзлоте, а именно изменение температурного поля, нагрузок строительных машин и физико-механических характеристик грунтов. Показана целесообразность организации комплексных оценок и взаимного контроля деформативности грунтов средствами геотехнического мониторинга и АСУ ТП машин и строительного оборудования. Технологический режим глубинного упрочнения слабого основания геотехнических объектов должен включать регулирование параметров строительных нагрузок и контроль качества процессов при виброуплотнении верхней зоны и устройстве свайного поля. Изложены особенности опытного применения комплексной технологии для обеспечения проектной несущей способности грунтов при реконструкции и строительстве участков Северного широтного хода и железной дороги Обская – Бованенково.

1. Шепитько Т. В., Луцкий С. Я., Артюшенко И. А. Технологическое регулирование и мониторинг сооружения земляного полотна в криолитозоне // TRANSOILCOLD 2023: Материалы 6-го Международного Симпозиума по строительному инжинирингу грунтовых сооружений на транспорте в холодных регионах, Москва, 02–05 октября 2023 года / под общей редакцией Т. В. Шепитько. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2023. – С. 185–188. EDN: RCIZKN.

2. Брушков А. В., Харрис С. А., Чэн Г. Геокриология. Характеристики и использование вечной мерзлоты. Том 1. – М.: Директ-Медиа, 2020. – 437 с. ISBN 978-5-4499-1199-5.

3. Шахунянц Г. М. Железнодорожный путь. – М.: Транспорт, 1987. – 479 с.

4. Цытович Н. А. Механика мерзлых грунтов. – М.: Либроком, 2009. – 445 с. ISBN 978-5-397-00966-9.

5. Ашпиз Е. С. Мониторинг земляного полотна при эксплуатации железных дорог. – М.: Путь-Пресс, 2002. – 112 с. ISBN 5-88332436-3/7.

6. Li, Guoyu; Li, Ning; Quan, Xiaojuan. The temperature features for different ventilated-duct embankments with adjustable shutters in the Qinghai–Tibet railway. Cold Regions Science and Technology, 2006, Iss. 44, pp. 99–110. DOI: 10.1016/j.coldregions.2005.08.002.

7. Jiankun, Liu; Liyun, Peng. Experimental Study on the Unconfined Compression of a Thawing Soil. Cold Regions Science and Technology, 2009, Vol. 58, pp. 92–96. DOI: 10.1016/j.coldregions.2009.03.008.

8. Lutskiy, S. Ya., Shepitko, T. V., Cherkasov, A. M. Composite technology of earthwork construction on taliks in cryolithic zones. Cold Regions Science and Technology, 2013, Vol. 5, pp. 577–581. DOI: 10.3724/SP.J.1226.2013.00577.

9. Луцкий С. Я., Шепитько Т. В., Токарев П. М., Дудников А. Н. Строительство путей сообщения на севере: Научно-практическое издание. – М.: ЛАТМЕС, 2009. – 286 с. ISBN 978-5-93271-529-1.

10. Луцкий С. Я., Ашпиз Е. С., Долгов Д. В. Дорожное полотно и способ его возведения // Патент № 2005104907/09(006247). – М.: ФИПС. – 2005. [Электронный ресурс]: https://patents.google.com/patent/RU2273687C1/ru. Доступ 17.12.2023.

11. Луцкий С. Я., Роман Л. Т. Технологическое регулирование характеристик многолетнемерзлых грунтов в основании дорог // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2017. – № 3. – С. 26–30. EDN: ZSSKCL.

12. Хархута Н. Я., Васильев Ю. М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог. – М.: Транспорт, 1975. – 285 с.

13. Луцкий С. Я., Сакун Б. В. Теория и практика транспортного строительства. – М.: Первая образцовая типография, 2018. – 304 с. ISBN 978-5-98585-219-6.

14. Shepitko, T. V., Lutskiy, S. Ya., Landsman, A. Ya., Artyushenko, I. А. Features of the Construction of the Roadbed in the Areas of High-Temperature Permafrost of the Northern Latitudinal Passage. AIP Conf. Proceedings, 2023, Vol. 2476, Iss. 1, art. 020025. DOI: 10.1063/5.0103111.

15. Лычковский А. А., Луцкий С. Я. Особенности геотехнического мониторинга сооружения земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах // Вестник СГУПС. – 2022. –№ 3 (62). – С. 23–30. DOI: 10.52170/1815-9265_2022_62_23.

16. Shepitko,T.V., Lutsky, S.Y., Nak, G. I., Cherkasov,A. M. Technological Features of Construction and Reconstruction of Geotechnical Structures in the Arctic Zone. Designs, 2022, Vol. 6, Iss. 2, 34. DOI: 10.3390/designs6020034.

17. Луцкий С. Я., Артюшенко И. А. Методы и модели организации строительства железных дорог. – М.: Изд-во «Перо», 2022. – 147 с. ISBN 978-5-00204-783-3.

18. Floss, R. Verdichtungstechnik im Erdbau und Verkehrswegebau. Deutschland, Koblenz: BOMAG GmbH & Co. OHG, 2001. – 148 p. ISBN 978-3433007068.

19. Дмитриев С. А. Инновационные волоконные технологии для железнодорожного транспорта // Транспорт Российской Федерации. – № 1–2016. – С. 26–27. EDN: VXESQH

20. Шепитько Т. В., Нак Г. И., Черкасов А. М., Луцкий С. Я. Технологические особенности строительства и реконструкции геотехнических сооружений в криолитозоне // В сб.: Современные исследования трансформации криосферы в Арктике. Салехард, 2021. – С. 484–486. DOI: 10.7868/9785604610848130.