Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1462

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
26.71 Mб
Скачать

Расчет 2-й (конечной) итерации представлен в табл. 1. Линейная жесткость (Jr) составила 700 кН/м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

Результаты расчетов по последней итерации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шаг,

 

Глубина,

 

Показатель

 

Вертикальное

 

Рас-

 

Растягиваю-

 

 

 

 

 

 

 

 

Слой

 

 

жесткости

 

напряжение

σz/σ

тяж-

 

щая сила

 

 

м

 

м

 

Si, кПа

 

σz, кПа

 

ение β

 

Tmax, кН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0,2

 

0,077

 

3,80

0,03

13,8

 

15,59

 

2

0,6

 

0,8

 

0,090

 

15,23

0,14

11,9

 

15,04

 

3

0,6

 

1,4

 

0,090

 

26,76

0,24

11,9

 

15,11

 

4

0,6

 

2,0

 

0,090

 

38,46

0,35

11,9

 

17,11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

0,6

 

2,6

 

0,090

 

50,42

0,46

11,9

 

17,24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

0,6

 

3,2

 

0,090

 

62,73

0,57

11,9

 

17,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

0,6

 

3,8

 

0,090

 

75,47

0,69

11,9

 

19,15

 

8

0,6

 

4,4

 

0,090

 

88,75

0,81

11,9

 

19,21

 

9

0,6

 

5,0

 

0,090

 

102,70

0,93

11,9

 

20,01

 

10

0,6

 

5,6

 

0,090

 

117,45

1,07

11,9

 

20,08

 

11

0,6

 

6,2

 

0,090

 

133,16

1,21

11,9

 

20,34

 

12

0,6

 

6,8

 

0,090

 

150,01

1,36

11,9

 

21,21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

0,6

 

7,4

 

0,090

 

168,24

1,53

11,9

 

21,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

0,6

 

8,0

 

0,180

 

188,12

1,00

11,9

 

22,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент надежности и факторы, влияющие на него, по каждому слою грунта, укрепленного георешетками, представлены в табл. 2.

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

Расчет коэффициента надежности

 

 

 

 

 

 

 

 

Арми-

Глубина

 

Величина

Сопротивление

Коэффициент

Растяги-

рующий

z

 

заделки

выдергиванию,

надежности

вающая

слой

 

Le

Pr

FS

сила Tmax

 

 

1

0,2

 

1,94

8,25

0,53

15,59

 

 

 

 

 

 

 

2

0,8

 

2,25

38,38

2,55

15,04

 

 

 

 

 

 

 

3

1,4

 

2,56

76,79

5,08

15,11

4

2,0

 

2,88

123,85

7,24

17,11

5

2,6

 

3,19

180,01

10,44

17,24

6

3,2

 

3,50

245,89

14,20

17,32

7

3,8

 

3,81

322,25

16,83

19,15

 

 

 

 

 

 

 

511

Окончание табл. 2

 

Арми-

 

Глубина

 

Величина

 

Сопротивление

 

Коэффициент

 

Растяги-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рующий

 

 

заделки

 

выдергиванию,

 

надежности

 

вающая

 

 

слой

 

z

 

Le

 

Pr

 

FS

 

сила Tmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

4,4

 

4,13

 

410,05

 

21,35

 

19,21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

5,0

 

4,44

 

510,43

 

25,51

 

20,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

5,6

 

4,75

 

624,83

 

31,12

 

20,08

 

 

11

 

6,2

 

5,06

 

754,99

 

37,12

 

20,34

 

 

12

 

6,8

 

5,38

 

903,06

 

42,58

 

21,21

 

 

13

 

7,4

 

5,69

 

1071,68

 

50,27

 

21,32

 

 

14

 

8,0

 

6,00

 

1264,16

 

57,25

 

22,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

1.Проведенный анализ проектных временных нагрузок показал, что действующие вертикальные усилия от катков для уплотнения грунта в 2,5 раза больше, чем нагрузка от автомобильного транспорта.

2.Минимальные коэффициенты запаса по растягивающим напряжениям в армирующих прослойках наблюдаются в самых верхних элементах.

3.Полученные результаты расчета позволяют проектировать более рациональные конструкции армогрунтовых подпорных стен.

Список литературы

1.Телегин В.Г., Клевеко В.И. Проблемы транспортной системы города Перми и пути их решения // Сб. науч. тр. SWorld. – Одесса, 2014. –

Т. 1, № 1. – С. 11–17.

2.Третьякова П.А., Клевеко В.И. Современные методы повышения эффективности транспортных систем городов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2012. – № 1. – С. 101–108.

3.Третьякова П.А., Клевеко В.И. Современные подходы к проектированию транспортных систем городских территорий // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. – 2012. – Т. 2. –

С. 155–161.

4.Половникова А.Э., Клевеко В.И. Выбор рационального типа пешеходных переходов с учетом безопасности движения пешеходов // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. – 2012. – Т. 2. – С. 356–362.

512

5.Соколова В.Д., Клевеко В.И. Экономическое обоснование применения армированного грунта в конструкциях устоев мостов // Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований: материалы V междунар. науч.-практ. конф., North Charleston, USA, 22– 23 декабря 2014 г. – North Charleston, 2015. – Т. 1. – С. 85–87.

6.Соколова В.Д., Клевеко В.И. Основные положения по расчету армогрунтового устоя моста // Будущее науки – 2014: сб. науч. ст. 2-й Междунар. молодеж. науч. конф.: в 3 т. / отв. ред. А.А. Горохов. –

Курск, 2014. – С. 236–239.

7.Методы строительства армогрунтовых конструкций: учеб.- метод. пособие / В.Г. Офрихтер, А.Б. Пономарев, В.И. Клевеко, К.В. Решетникова. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. –145 с.

8.Клевеко В.И. Оценка величины осадки фундамента на глинистых основаниях, армированных горизонтальными прослойками // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. – 2012. – № 1. – С. 89–98.

9.Клевеко В.И. Применение геосинтетических материалов в дорожном строительстве в условиях Пермского края // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2013. – № 1. – С. 114–123.

10.Некоторые результаты исследований армогрунтовых оснований / Д.Г. Золотозубов, В.И. Клевеко, А.Б. Пономарев, Р.С. Нестеров // Актуальные проблемы геотехники: сб. ст., посвящ. 60-летию проф. А.Н. Богомолова / ВолгГАСУ. – Волгоград, 2014. – С. 165–171.

11.Клевеко В.И. Исследование работы армированных глинистых оснований // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2014. –

4. – С. 101–110.

12.The use of synthetic materials in the highway engineering in the Urals / A.A. Bartolomey, A.N. Bogomolov, V.I. Kleveko, A.B. Ponomaryov, V.G. Ofrikhter // Proceedings of the twelfth European conference on soil mechanics and geotechnical engineering. – Amsterdam, Netherlands, 1999. – Vol. 2. – P. 1197–1202.

13.Клевеко В.И. Оценка напряженно-деформированного состояния армированных оснований в пылевато-глинистых грунтах: дис. … канд. техн. наук. – Пермь, 2002. – 152 с.

513

14.Ehrlich M., Becker L. Reinforced soil walls and slopes: design and construction. – Sao Paulo: Oficina de Textos, 2010. – P. 89–93.

15.Пономарев А.Б., Татьянников Д.А., Клевеко В.И. Определение линейной жесткости геосинтетических материалов [Электронный ресурс] // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер. Политематическая. – 2013. – Вып. 2(27). – URL: http://vestnik.vgasu.ru/attachments/Ponomarev TatyannikovKleveko-2013_2(27).pdf.

16.Татьянников Д.А., Клевеко В.И. Исследование характера зависимости «деформация – линейная жесткость» для разных типов геосинтетических материалов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. – 2013. – № 1. –

С. 165–172.

Об авторах

Чепулис Анжелика Здиславовна (Пермь, Россия) – студентка,

Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: angelika.chep@ gmail.com).

Шахвердиева Валида Расимовна (Пермь, Россия) – студентка,

Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: shlika93@ mail.ru).

Клевеко Владимир Иванович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительное производство и геотехника», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vlivkl@ mail.ru).

514

УДК 621.9

ПОСТРОЕНИЕ 3D-МОДЕЛЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАКРОШЕРОХОВАТОСТИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ

Л.В. Янковский, А.В. Кочетков, А. Сладковски, И.С. Белоусов

Приведены результаты натурного эксперимента по фотографированию асфальтовой поверхности для построения 3D-модели дорожного покрытия. Показана возможность получения цифровых данных для последующей обработки и расчета параметров шероховатости и коэффициента сцепления.

Ключевые слова: шероховатость, 3D-модель, параметры шероховатости, коэффициент сцепления, дорожное покрытие.

В современной России и за границей выпускают большое количество различного оборудования по диагностике шероховатости дорожных покрытий, которое охватывает весь спектр задач по этой проблеме [1–9].

Но эффективность измерения многих параметров автомобильных дорожных покрытий еще невысока. Как правило, нет возможности одновременного определения сразу нескольких параметров, сам процесс измерения проходит на низких скоростях, что значительно снижает производительность работ по диагностике, поэтому исследования по этому вопросу являются актуальными. Также весьма актуальны вопросы, связанные с совершенствованием математической обработки баз данных измерений различных параметров дорожного покрытия, полу-

ченных при

скоростном

движении

диагностических лабораторий,

и нормативной документации по этим расчетам [10–13].

Примером

зарубежных

приборов

могут служить ультразвуковые

и лазерные профилографы, которыми оснащаются передвижные лаборатории диагностики. В настоящее время в связи с развитием аппаратуры обработки цифровых сигналов наибольшее применение получают способы фотограмметрического зондирования дорожного покрытия. В США представлена система мониторинга и автоматизированного формирования 3D-модели шероховатого дорожного покрытия, позволяющая согласно стандарту AASHTO PP69-10 производить автоматизированную идентификацию углублений и измерение их параметров (рис. 1).

515

Рис. 1. Результаты работы автоматизированного комплекса мониторинга и 3D-моделирования шероховатости дорожных покрытий

Под графическим форматом трехмерных 3D-данных понимается автоматизированное (визуальное, на компьютере) представление пространственных данных. При этом поверхность задается множеством лежащих на ней точек.

3D-модель строится с помощью данных вполне определенной структуры, при этом исходные точки поверхности могут в пространстве распределяться по-разному. В компьютерных программах используют векторные, растровые, регулярно- и нерегулярно-ячеистые форматы формирования и хранения изображения.

На основе результатов 3D-моделирования проводится статистический анализ и математическое моделирование. По результатам прототипирования и печати на 3D-принтере объемной модели можно проводить физическое моделирование для различных прикладных задач, в том числе рассчитать параметры шероховатости и коэффициент сцепления поверхности дороги.

На кафедре АТМ ПНИПУ был проведен натурный эксперимент по созданию 3D-поверхности дорожного покрытия для оценки и определения параметров шероховатости дорожных покрытий. Для этого в лабораторном грунтовом канале кафедры было изготовлено дорожное покрытие из сухой асфальтобетонной крошки и уплотнено до состояния ровной поверхности. Далее было осуществлено фотографирование покрытия сверху и под углом 45° справа и слева к центру поверхности. Фотографирование производилось в статике и при движении лабораторной установки вдоль покрытия (рис. 2).

516

а

б

в

г

Рис. 2. Этапы проведения эксперимента: а – подготовка площадки и выравнивание щебня; б – укладка холодной асфальтовой крошки и ее уплотнение катком; в – установка на державку фотоаппарата и камеры; г – съемка поверхности в статике и в движении

517

В результате были получены фото- и видеофайлы, которые были обработаны фирмой ООО «Геоскан» (ПЛАЗ) (г. Санкт-Петербург), и построены 3D-изображения и числовые массивы данных, описывающих эту поверхность (рис. 3). Эти данные можно обработать по новой методике расчета параметров шероховатости [15–17].

Рис. 3. 3D-изображение поверхности асфальтового покрытия

По итогам натурного эксперимента был сделан вывод о возможности создания лабораторной диагностической установки для проведения измерений с целью определения параметров шероховатости дорожного покрытия и определения коэффициента сцепления.

Список литературы

1.Taniguchi S., Nishizaki I., Moriyoshi, A. Three-dimensional diagnosis of pavement damage using CT scanner // International сonference on мaintenance and rehabilitation of pavements and technological control (MAIREPAV6), sixth proceedings. – 2009. – 10 p.

2.Stryk J. Road diagnostics – ground penetrating radar possibilities // Highway and bridge engineering 2007: proceedings of the fifth international symposium. – 2007. – P. 18–27.

3.Benedetto A., Pensa S. Indirect diagnosis of pavement structural damages using surface GPR reflection techniques // Journal of Applied Geophysics. – 2007. – № 62. – P. 107–123.

4.Gopalakrishnan K. Effect of training algorithms on neural networks aided pavement diagnosis // International Journal of Engineering, Science and Technology. – 2010. – Vol. 2, № 2. – P. 83–92.

518

5. Muller B. Application of ground penetrating radar to road pavement rehabilitation // Queensland Roads technical journal. – 2009. – № 7. –

P.17–24.

6.Аппаратура для записи микропрофиля дорожной поверхности / В.Л. Афанасьев, Б.М. Додонов, В.П. Жигарев, В.И. Кольцов // Приборы и системы управления. – 1999. – № 2. – С. 50–51.

7.Приборно-методическое обеспечение устройства и контроля качества дорожных покрытий с шероховатой поверхностью / А.В. Кочетков, С.Н. Жилин, П.В. Федотов [и др.] // Дороги России XXI века. – 2004. – № 4. – С. 46–48.

8.Автоматизация диагностики автомобильных дорог / Ю.Э. Васильев, Ю.В. Борисов, Л.В. Янковский, И.Ю. Сарычев // Контроль. Ди-

агностика. – 2012. – № 8. – С. 62–68.

9.Суслиганов П.С. Совершенствование методов контроля качества устройства дорожных покрытий с шероховатой поверхностью: автореф. … канд. техн. наук / ВГАСУ. – Волгоград, 2006. – 20 с.

10.Безопасность автомобильных дорог: методический анализ пpименения показателя pовности IRI в системе диагностики автомобильных дорог / А.В. Кочетков, Л.В. Янковский, А.А. Сухов,

Д.А. Стpижевский // Грузовик. – 2013. – № 12. – С. 32–35.

11.Кокодеева Н.Е., Столяров В.В. Таможенный союз: нормативное обеспечение // Стандарты и качество. – 2011. – № 8. – С. 22–27.

12.Кокодеева Н.Е. Оценка степени риска отрицательного шумового воздействия на человека от транспортного потока // Дороги и мосты. – 2010. – № 23. – С. 241–252.

13.Совершенствование структуры отраслевой диагностики федеральных автомобильных дорог / С.П. Аржанухина, А.В. Кочетков, А.С. Козин, Д.А. Стрижевский // Науковедение: интернет-журнал. – 2012. – № 4(13). – С. 70.

14.Kochetkov A.V., Yankovskii L.V., Kadyrov Zh.N. Standardization of roughness of products of the machine-building industry on the basis of variable height indicator of ledges and variable depth indicator of hollows as an extension of state standard GOST 2789–73 // Chemical and Petroleum Engineering. – 2014. – Vol. 50, iss. 1–2. – P. 50–57.

15.Кочетков А.В., Янковский Л.В., Кадыров Ж.Н. Нормирование шероховатости изделий машиностроения на основе показателей разновысотности выступов и разноглубинности впадин в развитие ГОСТ 2789–73 // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2014. –

№ 1. – С. 33–38.

519

16. Кочетков А.В., Суслиганов П.С. Шероховатые поверхности: нормирование, проектирование и устройство // Автомобильные доро-

ги. – 2005. – № 1. – С. 54.

Об авторах

Янковский Леонид Вацлавович (Пермь, Россия) – кандидат тех-

нических наук, доцент, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: yanekperm@yandex.ru).

Кочетков Андрей Викторович (Пермь, Россия) – доктор техниче-

ских наук, профессор, академик транспорта, председатель ПО РАТ, член Президиума РАТ, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Россия, г. Пермь, Комсомоль-

ский пр., 29; e-mail: soni.81@mail.ru).

Сладковски Александр (Катовице, Польша) – доктор технических наук, профессор, завкафедрой «Логистика и промышленный транспорт», профессор ординарный (full prof.), почетный профессор УрГУПС, академик РАТ, Силезский технический университет (40-019,

г. Катовице, ул. Красиньскего, 8; e-mail: aleksander.sladkowski@ polsl.pl).

Белоусов Илья Сергеевич (Пермь, Россия) – магистр кафедры «Автомобили и технологичесике машины», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь,

Комсомольский пр., 29; e-mail: ilya.belousov.93@mail.ru).

520

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]