52 ТЕХНОЛОГИИ
Рис . 4 . Зависимость модуля деформации Е , МПа от сцепления С , МПа и плотности ρ , т / м 3 связных грунтов
поперечные профили ВЭЗ с шагом 50 метров от оси трассы .
Именно поэтому для безопасного применения тяжёлой строительной техники в переменных условиях очевидна необходимость дополнительной диагностики и моделирования в составе ГТМ напряжённо-деформированного состояния сооружений и последующего прогноза осадки , сдвиговых напряжений , особенно на косогорах , порового давления и вероятности опасных процессов . По требованиям безопасности правилами СП 22.13330 и СТУ предусмотрен учёт коэффициентов надёжности ( для земляного полотна ВСМ принят 1,3 ). Повышенные требования достоверности прогноза предъявляются и к определению осадки St и напряжений в основании насыпей . Для этой цели применяют взаимодополняющие методы :
1 ) Непосредственные измерения средствами геодезического мониторинга значений фактической осадки
St по площади уплотняемого участка земляного полотна в соответствии с ППР . Анализ текущего состояния полосы отвода магистрали рекомендуется выполнять на основе цифровой аэросъёмки и наземного лазерного сканирования продольного и поперечного профиля сооружений .
2 ) Методы параметрического мониторинга с размещением сети датчиковых и измерительных средств на установленных проектом элементах геомассивов ( инклинометры , акселерометры , датчики порового давления и др .) и устройств для сбора и передачи информации от датчикового и измерительного оборудования до ЦТР .
3 ) Геофизические исследования и полевые испытания грунтов с применением численного моделирования МКЭ . Опыт мониторинга строительства земляного полотна на слабых грунтах автодороги М-11 показал необходимость комплексных геофизических исследований и контроля консолидации
Рис . 5 . Взаимосвязь геофизических и технологических характеристик мониторинга ГТМ земляного полотна на принципах нейронной сети земляного полотна на болотах . Анализ разрезов основания с применением сейсмотомографии и электротомографии позволил установить динамику уплотнения песчаного массива для замены торфа и снизить поровое давление . Расчётные поля поэтапного изменения коэффициента Пуассона были использованы для прогноза деформаций грунтов и скорости погружения песчаного массива на дно болот с применением буровзрывных работ .
4 ) Результаты статистического анализа в виде закономерностей изменения физико-механических характеристик в аналогичных грунтовых условиях . Например , установленная на опытном участке регрессионная зависимость модуля деформации Е от сцепления С и плотности ρ позволит прогнозировать ход осадки при уплотнении связных грунтов ( рис . 4 ).
Контроль консолидации основания следует выполнять на основе анализа отклонений среднего по массиву значения осадок от тренда на опытном участке . В ходе работ по уплотнению грунтов для оценки неоднородности литологического состава и условий консолидации следует в соответствии с ППР ежесменно или после устройства каждого слоя насыпи рассчитывать и анализировать динамику среднего по массиву коэффициента вариации текущей осадки основания на участке .
Важнейшая задача Центра ЦТР — в соответствии с блок-схемой ГТМ ( см . рис . 2 ) организовать синтез результатов всех изложенных выше разновидностей геотехнического мониторинга с моделированием и прогнозом состояния грунтов в основании земляного полотна ( рис . 5 ).
Алгоритм синтеза ( сводных расчётов ) включает три этапа . Рассмотрим их содержание на примере прогноза основных контрольных параметров состояния земляного полотна : 1 ) осадки St ; 2 ) допустимой по расчётному сопротивлению грунтов строительной нагрузки Rt ; 3 ) вибрационного воздействия Qt , которое не должно вызвать опасные тиксотропные изменения . Эти параметры взаимосвязаны : для достижения коэффициента уплотнения , равного 1 , следует применять нагрузку на пределе прочности грунтов и вместе с тем не превысить значения Rt и Qt .
На первом этапе выполняют сравнительный анализ результатов и данных геофизических исследований о коэффициентах Пуассона μ , модуле деформации Е , удельном электрическом сопротивлении УЭС , влажности W ,