Транспортное строительство
рактеристики более точно и полно . Таким образом , имеются все возможности для расчетов и проектирования сооружений , работа которых будет надежной и безопасной .
Двадцать первый век внес существенные изменения в развитие транспортной инфраструктуры . Рост скоростей , интенсивности движения , грузонапряженности требует соответствующего развития принципов проектирования . При этом в основе любого проектирования лежат результаты инженерных изысканий , качество которых напрямую влияет на точность расчетов , а следовательно , на безопасность эксплуатации сооружения . Можно привести большое количество примеров разрушения транспортных объектов , причиной которого стало низкое качество изыскательских работ .
В целом можно выделить две стадии инженерных изысканий , существенно влияющие на результаты проектирования ( с точки зрения геотехники ): ( 1 ) получение данных о геологическом строении территории ; ( 2 ) определение характеристик грунта , необходимых для расчетов .
Получение данных о геологическом строении территории
Основным методом получения информации о том , что расположено ниже дневной поверхности , является бурение скважин . Этот способ позволяет достаточно точно определить геологическое строение , однако информация при этом является точечной . Дальнейшая обработка данных – интерполяция между скважинами – носит субъективный характер , что часто приводит к серьезным проблемам . Как правило , при расчетах приходится довольствоваться одной скважиной , пробуренной по оси сооружения , и экстраполировать результаты на всю ширину подошвы насыпи ( а это может быть несколько десятков метров ). Конечно , при этом не учитываются возможное наличие линз , выклинивание слоев слабых грунтов или другие особенности .
В современной практике транспортного строительства уже давно находят применение геофизические методы , к которым относятся малоглубинная сейсморазведка и георадиолокация ( зондирование с использованием георадара ). Эти методы позволяют получать полноценные разрезы с достаточным для проектирования количеством информации . При этом необходимо понимать , что опорные скважины все же необходимы . Основное различие двух методов заключается в том , что сейсморазведка требует дополнительное время на камеральную обработку результатов , а георадарное зондирование является экспресс-методом .
К преимуществам применения инженерной геофизики можно отнести :
• Сокращение объема буровых работ ( когда по результатам геофизических исследований
разрез имеет однородное строение и бурение нескольких скважин через определенное расстояние друг от друга по нормам не требуется );
• Выявление « плохих » мест ( на геофизических разрезах можно выявить аномальные области с отклонениями от однородности , - например , при использовании георадаров аномальные зоны соответствуют изменениям диэлектрической проницаемости грунтов , которая , в свою очередь , связана с изменениями влажности , приводящими к переменам в прочностных характеристиках , отвечающих за устойчивость и влияющих на деформации ), что также дает экономию ;
• Определение не круглоцилиндрических поверхностей скольжения сложных оползней .
Методы малоглубинной сейсморазведки позволяют осуществлять прогнозирование поведения искусственных земляных сооружений . Так , на основе распределения скоростей сейсмических волн , используя эмпирические зависимости , можно получить распределение прочностных характеристик в насыпях . Таким образом , можно прогнозировать вероятные сплывы откосов и другие « болезни » земляного полотна . Георадарное зондирование позволяет определять влажность песчаных грунтов в естественном залегании .
Получение характеристик грунта , необходимых для расчетов
После выполнения буровых работ производятся лабораторные испытания грунтов . Современные геотехнические программные комплексы используют для расчетов модели грунтов , которые позволяют максимально реалистично описать их поведение при нагружении и разгрузке . Это позволяет рассчитывать устойчивость и осадки насыпей без искусственного разделения основания на зоны по характеру деформаций ( по оси – трехосное сжатие , под откосной частью – простой сдвиг , за пределами подошвы – трехосное расширение ). Однако для применения современных программных продуктов необходимо использовать новейшие достижения механики грунтов и приборы для лабораторных и полевых исследований ( рис . 2 ).
В последнее время значительное развитие получили методы полевых испытаний , позволяющие путем погружения зондов и приборов получать необходимые геотехнические параметры на месте . Кроме того , в мировой практике для грунтов , характеризующихся сложным поведением , принято устраивать экспериментальные площадки . Наблюдения , измерения и моделирование грунтов на таких площадках ведутся на протяжении более пятидесяти лет , а их результаты представляют большую практическую и научную ценность . Стоит сказать , что в геотехнике сегодня не существует универсального подхода к интерпретации лабораторных и полевых данных для оценки несущей способности сооружений на слабых грунтах . Однако несомненная польза от наблюдений
8 Территория геотехники № 1 / 2016