Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах



Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах
Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах

 


Владельцы патента RU 2487213:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года. Насыпь включает тело насыпи в виде насыпного грунта и установленную в насыпи охлаждающую систему в виде полотнища с расположенными внутри него каналами. Полотнище с каналами может быть выполнено в виде сетки. Отверстия каналов, расположенные по краям полотна, соединены с поперечной воздухозаборной трубкой. Охлаждающая система выполнена в виде ряда бухт, состоящих из спирально закрученных полотнищ или сеток с каналами и установленных поперек оси трассы дороги. Охлаждающая система может быть выполнена комбинированной, по крайней мере, из двух слоев, из которых нижний состоит из бухт, а верхний - из полотнищ с каналами или трубками. Внутри бухт установлены центральные трубки. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года.

Известна насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, включающая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в нижней части насыпи и выполненную в виде ряда трубчатых элементов, установленных в теле насыпи (RU №2010919. E02D 17/18, 1994 г.).

Недостатком известной насыпи является усложнение ее конструкции, что приводит к повышению трудоемкости установки трубчатых элементов, удорожанию строительства за счет использования труб, а также к снижению устойчивости насыпи, снижая тем самым, в целом, эффективность работы насыпи.

Наиболее близким техническим решением является насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, включающая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в нижней части насыпи и выполненную в виде ряда железобетонных труб (Кондратьев В.Г. Новые методы и технологии управления состоянием грунтов тела и основания земляного полотна железной дороги в криолитозоне. Межд. ж-л «Геотехника». №2, 2011. - С.33).

Недостатком известной насыпи является сложность конструкции, а также низкая площадь и объем зоны охлаждения, за счет чего снижается интенсивность охлаждения объема насыпи, при этом снижается устойчивость насыпи.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по разработке более эффективной конструкции насыпи на мерзлых грунтах.

Техническим результатом является повышение устойчивости насыпи за счет создания условий по более интенсивному ее охлаждению и упрощению ее конструкции.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что установка охлаждающей системы, выполненной в виде полотнища, с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов, позволяет, во-первых, ускорить и упростить процесс ее размещения в теле насыпи, во-вторых, повысить устойчивость насыпи за счет повышенного сцепления грунта с волнистой поверхностью полотнища (повышается сопротивление сдвиговым деформациям на контакте грунта и полотнища), в-третьих, повысить интенсивность охлаждения насыпи за счет более повышенной площади контакта охлаждающей системы с окружающим грунтом, что повышает, в целом, эффективность работы насыпи.

Исполнение полотнища со сквозными каналами в виде сетки позволяет дополнительно повысить устойчивость насыпи за счет ее армирования и повысить интенсивность охлаждения за счет более полного охвата грунтовой зоны вокруг каналов.

Установка воздухозаборной трубки, соединенной с отверстиями каналов, расположенных по краям полотнища, позволяет, во-первых, предотвратить залипание каналов снегом, а во-вторых, позволяет более эффективно выполнять принудительную продувку каналов с целью повышения интенсивности охлаждения насыпи и их прочистки.

Исполнение охлаждающей системы в виде ряда бухт, состоящих из спирально закрученных полотнищ или сеток с каналами и установленных поперек оси трассы дороги, позволяет, во-первых, значительно повысить интенсивность охлаждения насыпи за счет большего объема охвата грунта, а во-вторых, снизить стоимость охлаждающей системы по сравнению с использованием труб, а также ускорить и упростить технологию их установки.

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема насыпи; на фиг.2 - полотнище со сквозными каналами; на фиг.3 - сетка со сквозными каналами; на фиг.4 полотнище с закрепленными на нем трубками различного диаметра; на фиг.5 - насыпь, вид сбоку; на фиг.6 - насыпь с установленными бухтами, спирально закрученными полотнищами или сетками с каналами; на фиг.7 - насыпь с двухслойной системой охлаждения, на фиг.8 - насыпь с бухтами и центральными трубками; на фиг.9 - полотнище с каналами, образованное лентами с полостями; на фиг.10 - полотнище с каналами, образованное из двух полотнищ с полостями.

На фиг.1 - 10 обозначено:

1 - насыпь; 2 - мерзлое основание; 3 - полотнище со сквозными каналами; 4 - каналы; 5 - пробки-заглушки; 6 - сетка; 7 - гладкое полотнище; 8 - трубки; 9 - скобы крепежные; 10 - поперечная воздухозаборная трубка; 11 - бухты; 12 - центральные трубки, 13 - полотнище; 14 - полосы с полостями; 15 - полотнища с полостями.

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах состоит из тела насыпи 1 в виде насыпного грунта, отсыпанной на мерзлом основании 2 (фиг.1), внутри которой установлена охлаждающая система, выполненная в виде полотнища 3 с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4 (фиг.2). Выходные отверстия каналов 4 могут закрываться пробками-заглушками 5 (фиг.2). Вместо полотнища 3 может быть установлена сетка 6 (фиг.3). Выходные отверстия каналов 4 могут соединяться воздухозаборной трубкой 10 (фиг.5). В отдельных случаях полотнище 3 может быть выполнено в виде бухт 11 из скрученных в спираль полотнищ (заданного диаметра - D) с расположенными внутри них рядами сквозных каналов 4 и установленных поперек оси трассы дороги (с заданным шагом t) (фиг.6). При этом диаметр бухт D и шаг t их установки задаются согласно теплотехническим расчетам. Насыпь с более интенсивной системой охлаждения состоит из двух слоев: нижний - из бухт 11, верхний - из полотнища 3 с каналами 4 или трубками 8 (фиг.7). Для повышения эффективности работы бухт 11 внутри них могут быть устроены дополнительные вентиляционные каналы путем установки центральных трубок 12 (фиг.8).

Каналы полотнища могут быть образованы несколькими путями. Например, путем наклеивания на полотнище 13 предварительно изготовленных отдельных полос 14 с выштампованной полостью в виде канала (фиг.9) или путем склеивания двух полотнищ 15 с выштампованными полостями в виде каналов (фиг.10).

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах работает следующим образом.

Сначала возводится насыпь, для чего на подготовленное основание 2 укладывается теплоизолирующий слой, например из сухого торфа или мха, после чего поперек трассы дороги расстилается полотнище 3 с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4, выходные отверстия которых могут закрываться пробками-заглушками 5 (фиг.1, фиг.2). Для усиления структуры насыпи 1 и повышения ее устойчивости вместо полотнища 3 может укладываться сетка 6, с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4 (фиг.3). Для защиты каналов и трубок от забивки снегом их концы соединяются с (поперечной) воздухозаборной трубкой 10, диаметром не менее 100 мм (для предотвращения забивки ее снегом) (фиг.5). Для более интенсивного охлаждения насыпи охлаждающая система выполняется в виде бухт 11 из скрученных в спираль полотнищ, с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4, которая устанавливается поперек оси трассы дороги (фиг.6). Интенсивность охлаждения насыпи может быть существенно повышена, путем исполнения охлаждающей системы в виде двух слоев - нижнего в виде бухт, а верхнего - в виде полотнищ (фиг.7). При этом эффективность работы бухт, а соответственно, и всей охлаждающей системы повышается путем установки внутри бухт дополнительных центральных трубок (фиг.8).

В зимний период или в другой период, когда устанавливается отрицательная температура воздуха, пробки-заглушки снимаются и холодный воздух начинает поступать через воздухозаборную трубку, которая предотвращает засасывание снежных частиц. При этом холодный воздух начинает циркулировать по каналам или трубкам внутри насыпи, тем самым ее охлаждая. В случае повышения температуры осуществляют принудительную продувку холодным воздухом или закрывают каналы и трубки охлаждающей системы пробками-заглушками.

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах была смоделирована в строительной лаборатории кафедры ПСК и показала повышенную устойчивость при изменении температурных условий, что говорит о возможности эффективной реализации заявленного технического решения в реальных условиях строительства.

1. Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, включающая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в насыпи, отличающаяся тем, что охлаждающая система выполнена в виде полотнища с расположенными внутри него каналами.

2. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что полотнище с каналами выполнено в виде сетки.

3. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что отверстия каналов, расположенные по краям полотна, соединены с поперечной воздухозаборной трубкой.

4. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающая система выполнена в виде ряда бухт, состоящих из спирально закрученных полотнищ или сеток с каналами и установленных поперек оси трассы дороги.

5. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающая система выполнена комбинированной, по крайней мере, из двух слоев, из которых нижний состоит из бухт, а верхний - из полотнищ с каналами.

6. Насыпь по п.4, отличающаяся тем, что внутри бухт установлены центральные трубки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении дорожных и гидротехнических земляных сооружений. .

Изобретение относится к области строительства на вечной мерзлоте и может быть преимущественно использовано при возведении высоких (более 3 м) дорожных насыпей на просадочных при оттаивании мерзлых грунтах, в сейсмоопасных районах распространения высокотемпературной (-0,5 -1,5°С) неустойчивой вечной мерзлоты прерывистого и островного распространения, в условиях происходящего глобального потепления, с оптимальным использованием естественных (экологичных) механизмов образования и усиления вечной мерзлоты.

Изобретение относится к строительству и реконструкции линейных сооружений на слабых, в том числе вечномерзлых грунтах 3-й и 4-й категорий термопросадочности, на бессточных участках и болотах 2-го и 3-го типов.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве насыпей дорог на слабом основании. .

Изобретение относится к области строительства дорог и оснований и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых фунтах как в летнее, так и в зимнее время года.
Изобретение относится к области строительства дорог и оснований и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых грунтах, как в летнее, так и в зимнее время года.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления откосов, насыпей и выемок, а также при производстве глубоких котлованов, в том числе с вертикальными стенками в неустойчивых сыпучих и слабых грунтах, а также при отрывке котлованов в стесненных условиях.

Изобретение относится к гидротехническому строительству дамб с эксплуатационной дорогой, сооружаемых на слабых и просадочных грунтах. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении нефтегазовых и транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и несущей способности и земляного полотна.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве и реконструкции линейных сооружений на бессточных локальных и протяженных участках слабых грунтов, на болотах 2-го и 3-го типов и вечномерзлых грунтах 3-й и 4-й категорий термопросадочности

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Способ возведения узкопрофильных дамб осуществляется подачей пульпы в намываемое сооружение одновременно из основного и двух распределительных пульпопроводов. Распределительные пульповоды расположены параллельно с двух сторон основного пульпопровода для намыва боковых призм из крупных фракций намываемого грунта и средней части, являющейся ядром дамбы, из мелких фракций, намываемых из торца основного пульпопровода. Выпускные отверстия в распределительных пульпопроводах выполнены в их нижней части и смещены на 20…30° от вертикальной оси в сторону основного пульпопровода, отстоящими друг от друга на расстоянии l=dосн, где dосн - диаметр основного пульпопровода, и диаметром dв=1/3dp, где dp - диаметр распределительного пульпопровода, обеспечивающими намыв грунта по длине боковых призм. Подачу пульпы из торца основного пульпопровода для намыва ядра дамбы осуществляют через гаситель, выполненный в виде продольных стальных стержней диаметром 10…14 мм из гладкой арматурной стали, жестко закрепленных одной стороной по верхней наружной поверхности в концевой части основного пульпопровода с расположением стержней параллельно оси потока, с расстоянием между стержнями, равным 1…2 диаметра стержней, и выполненных с выносом на величину l,5…2dосн и изгибом концевого участка до полного перекрытия вертикальной проекции торца основного пульпопровода. Соединение распределительных пульпопроводов с основным выполнено в виде раструба, сопряженного с основным пульпопроводом, по линии, образующейся при пересечении двух цилиндров одинакового диаметра, равного dосн, а с распределительными пульпопроводами в виде овала, имеющего размер по большой оси, равный dосн, по малой - dp. Входное отверстие раструба защищено внутренней решеткой, выполненной в виде продольных стержней из гладкой арматурной стали диаметром 10…14 мм, жестко закрепленных только с напорной стороны с расположением стержней друг от друга на расстоянии 0,75dв. Изобретение позволяет возводить защитные дамбы с одновременной расчисткой русел рек от донных отложений и предотвратить затопление прилегающих территорий, что улучшает экологическую ситуацию в целом. 4 ил.

Изобретение относится к строительству железных дорог, а именно к возведению насыпей. Способ реконструкции железнодорожного пути включает нарезку уступов на откосе земляного полотна, укладку на них габионов. Нижний уступ выполняют шириной, равной ширине ряда габионов, ширина последующих уступов равна 1/3 ширине нижнего уступа, высота всех уступов, включая нижний уступ, равна высоте ряда габионов. Полученная габионная стенка содержит N+1 рядов габионов, причем N рядов габионов размещаются до уровня основной площадки земляного полотна, а верхний N-первый ряд габионов одновременно опирается на предыдущий ряд габионов и основную площадку земляного полотна и подпирает балластную призму. Технический результат состоит в усилении земляного полотна железнодорожного пути, снижении материалоемкости и трудоемкости. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации земляных сооружений в сложных природно-климатических и инженерно-геологических условиях и может быть использовано при строительстве и реконструкции линейных сооружений на участках выветривающихся скальных грунтов, в том числе вечномерзлых (железных и автомобильных дорог, магистральных трубопроводов, плотин и дамб). Конструкция для укрепления откосов земляных сооружений в выветривающихся скальных грунтах, содержит нагорную канаву, выполненную в верхней части откоса выемки железнодорожного пути вдоль земляного сооружения выше границы деятельного слоя, укрепленную крупнообломочным грунтом. На откосе выполнены, по крайней мере, чередующиеся два уступа и два валика, при этом верхний валик выполнен между нагорной канавой и верхним уступом, а каждый следующий валик - между соседними уступами. Валики выполнены из мелкодисперсного грунта, покрытого дресвяно-щебенистым грунтом. Площадь поперечного сечения уступов сопоставима с площадью поперечного сечения валиков, объем мелкодисперсного и дресвяно-щебенистого грунтов относится, как 1 к 4-6. Технический результат состоит в увеличении срока службы земляного сооружения до и более нормативного срока за счет кольматирования пор и пустот грунтов откосов основания, лежащих ниже глубины слоя сезонного промерзания, формирования постоянного живого сечения грунтового потока в профиле и значительного уменьшения миграции воды из грунтов ниже глубины сезонного промерзания в грунты деятельного слоя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Цель изобретения - очистка водных объектов от донных отложений с одновременным возведением защитных дамб. Способ намыва земляных сооружений в виде узкопрофильных дамб заключается в подаче пульпы из торца основного пульпопровода и рассредоточенном выпуске пульпы, отбираемой из нижней части основного пульпопровода, из распределительных пульпопроводов. Намыв узкопрофильной дамбы осуществляют при помощи распределительного устройства, позволяющего осуществлять фракционирование и намывать боковые призмы из отсортированных фракций, а ядро дамбы намывать из оставшейся массы твердой фазы пульпы. Распределительное устройство представляет собой торцевой участок основного пульпопровода, к которому через раструб, жестко закрепленный в его нижней части, подсоединены два распределительных пульпопровода, расположенные параллельно основному пульпопроводу, с изменяемым расстоянием между ними. Перед входным отверстием в раструб жестко закреплен направляющий элемент серповидной формы, наклоненный под углом 25…30° в сторону защитной решетки. Направляющий элемент выполнен из листовой износостойкой стали толщиной 8…10 мм, высотой 50…70 мм, длиной, равной ширине входного отверстия раструба. Распределительное устройство имеет четыре вертикальные стойки высотой 1500…2000 мм и жестко закрепленные к ним опорные элементы в виде изогнутых швеллеров размером 150 мм с горизонтальными участками длиной 800…1200 мм. От горизонтальных участков швеллеров в передней части по ходу перемещения распределительного устройства отходят наклонные участки с углом наклона к продольной оси 45…55°, закрепленные на распределительных пульпопроводах, что обеспечивает самовыглубление распределительного устройства при перемещении с намытого участка. Снижается засорение защитной решетки раструба и повышается мобильность распределительного устройства при перебазировках. 6 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к элементам для армирования, отделения и дренирования больших сооружений, таких как дорожные насыпи. Пластинчатый элемент для армирования, отделения и дренирования больших сооружений, таких как дорожные насыпи, содержит пластинчатый корпус, который имеет решетчатую структуру с основными тросами и поперечными тросами, растянутыми вдоль двух, по существу, взаимно перпендикулярных направлений. Тросы двуосно ориентированы со степенью растяжения в указанных двух, по существу, взаимно перпендикулярных направлениях, которая составляет от 2,8 до 5,5. Основные тросы, т.е. в направлении экструзии заготовки, образующей пластинчатый корпус, имеют, по существу, четырехугольное поперечное сечение и толщину в направлении, проходящем перпендикулярно к плоскости размещения пластинчатого корпуса, которая равна, по меньшей мере, трехкратной толщине поперечных тросов. Технический результат состоит обеспечении закрепления пластинчатого элемента в грунте, обеспечении надежной работы и безопастности при использовании. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к строительству, конкретнее к основаниям и фундаментам, и может быть использовано при возведении сооружений из армированного грунта. Армирующий элемент содержит торовые элементы из автопокрышек, с грунтовым заполнением, скрепленные между собой с помощью соединительных элементов, выполненных вырезанием из автопокрышки, уложенных в контакте друг с другом протекторами. Каждый торовый элемент выполнен как автопокрышка с отрезанным бортом, который пересечен радиальным разрезом и использован в качестве соединительного элемента. В протекторной поверхности торового элемента выполнена, по меньшей мере, пара прорезей длиной около ширины отрезанного борта с возможностью заведения концов соединительного элемента через них. Пара прорезей расположены в плоскости, параллельной борту торового элемента, предпочтительно в зоне плечевой части торового элемента. Торовые элементы оперты на поверхность плечевыми частями, так, что прорези смежных торовых элементов обращены друг к другу. Торовые элементы скреплены между собой путем пропускания через эти прорези концов соединительного элемента. Радиальный разрез каждого соединительного элемента ориентирован к центру одного из смежных торовых элементов. Технический результат состоит в повышении долговечности и надежности конструкции, снижении трудоемкости изготовления, обеспечении безотходности возведения сооружений. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации автомобильных и железных дорог и может быть использовано для предупреждения их деформаций, возникающих вследствие оттаивания в процессе эксплуатации многолетнемерзлых грунтов, находящихся в основании земляного полотна. Технический результат - повышение эффективности снижения деформаций автомобильных и железных дорог на оттаивающих в процессе эксплуатации многолетнемерзлых грунтах, находящихся в основании земляного полотна. Для реализации способа производят выемку естественного грунта на оптимальную глубину, бурение со дна выемки вертикальных и наклонных скважин до кровли многолетнемерзлых грунтов, погружение в скважины стальных труб, заполненных песком и в верхней части бетоном, отсыпку по всей площади дна выемки буферного слоя из щебня, укладку поверх буферного слоя слоев горизонтальных армирующих элементов в виде георешеток, заполненных щебнем, заполнение выемки крупнообломочным грунтом с последующим устройством дорожной одежды. 1 ил.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и предназначено для создания постоянных автомобильных дорог на слабых заболоченных основаниях. Способ сооружения плавающей насыпи включает нанесение на поверхность слабого грунтового основания жидкого слоя вспененного полимерного материала заданной ширины, на образовавшуюся поверхность которого после наступления полимеризации укладывают армирующий геосинтетический материал, затем повторяют процесс укладки слоев необходимое число раз до достижения требуемой высоты и геометрии плавающей насыпи. После этого насыпь из вспененного полимерного материала засыпают минеральным грунтом толщиной не менее 0,3 м. Устраивают дорожную одежду, нижний слой которой укрепляют вяжущим. Общая высота нижней части насыпи из вспененного полимерного материала hп и высота верхней части из минерального грунта вместе с дорожной одеждой hмч определяется из приведенной зависимости. Технический результат состоит в повышении несущей способности, снижении материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к возведению насыпей, в том числе насыпей железных дорог. Цель изобретения - уширить основную площадку земляного полотна без нарушения целостности земляного полотна, уменьшить объем дренирующего грунта засыпки. Указанная цель достигается тем, что опорные элементы расположены точечно на откосе земляного полотна и снабжены сеткой в сочетании с геотекстилем. Сущность изобретения заключается в том, что на откосе земляного полотна размещены опорные элементы в виде металлических труб длиной 2,0-2,5 м, при этом в тело земляного полотна заведено не менее 1/3 длины труб, остальные их части свободно располагаются над поверхностью откоса на расстоянии 1,2-1,5 м друг от друга и между ними размещена сетка двойного кручения, обернутая геотекстилем, которая нижним краем упирается в откос земляного полотна, верхний ее край совпадает с верхом металлических труб, пазухи между сеткой и откосом земляного полотна заполнены дренирующим грунтом, верхняя поверхность которого располагается на уровне основной площадки земляного полотна и образует нормативную обочину земляного полотна. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уширить основную площадку земляного полотна, сохранив существующую конструкцию земляного полотна, за счет точечного расположения опорных элементов, а применение сетки в сочетании с геотекстилем позволяет получить определенный объем пазух и, следовательно, спрогнозировать расход дренирующего грунта. Следует отметить, что данная конструкция земляного полотна железнодорожного пути изготавливается без применения сложных машин и механизмов. 2 ил.
Наверх