Обґрунтування вибору складових компонентів і методу отримання ґрунтоцементного елементу для підсилення земляного полотна
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Обґрунтування вибору складових компонентів і методів отримання ґрунтоцементного елементу для підсилення земляного полотна в Україні з урахуванням європейського досвіду. Методика. Проаналізовано розроблені і впроваджені в Україні і Європейському Союзі концепції підсилення земляного полотна за допомогою горизонтального підсилення (геосинтетичні матеріали), вертикального підсилення (вертикальні палі або мікропалі) та комбінації геосинтетичних матеріалів з палями. Розглянуті переваги і недоліки фізико-хімічних і механічних методів підсилення. Результати. Проведено обґрунтування матеріалу та складових компонентів ґрунтоцементних елементів і методів їх створення для підсилення земляного полотна залізниць. Одним з ефективних напрямків отримання вертикальних армуючих елементів і зниження вартості робіт з підсилення і укріплення земляного полотна є використання суміші ґрунту з додаванням цементу, отриманих за бурозмішувальною технологією. Для модифікування структури ґрунтоцементу і мінімізації витрати цементу, пропонується застосування в якості армуючих компонентів фіброві волокна, хімічні добавки і тонкодисперсні відходи промисловості у вигляді золи чи меленого шлаку. Проведено дослідження щодо встановлення базових параметрів складу ґрунтоцементу для подальшого модифікування структури елементу під конкретні ситуаційні умови земляного полотна. Наукова новизна. Наукову новизну роботи складають результати обґрунтування напрямів підсилення земляного полотна вертикальними ґрунтоцементними елементами при різному напружено-деформованому стані ґрунтових основ і складу вертикальних елементів в Україні та Європейському Союзі. Практична значимість. Практична значимість викладеного дослідження полягає в тому, що вибираючи той або інший метод підсилення ґрунтових основ, підбирається відповідний склад матеріалу підсилення, тобто може бути визначена його ефективність та раціональність під час впровадження в конкретних умовах експлуатації залізниці для земляного полотна, яке потребує підсилення.
ENG: Purpose. Substantiating of the choice of components of materials and methods of obtaining a soil-cement element for strengthening the ground bases in Ukraine, taking into account the European experience. Methodology. The concepts of embankment reinforcement developed and implemented in Ukraine and the European union using horizontal reinforcement (geosynthetic materials), vertical reinforcement (vertical piles or micropiles) and a combination of geosynthetic materials with piles are analyzed. Advantages and disadvantages of physic-chemical and mechanical strengthening methods are considered. Findings. The substantiation of the material and constituent components of soil-cement elements and methods of their creation for strengthening the embankment of railways was carried out. One of the effective directions for obtaining vertical reinforcing elements and reducing the cost of work on strengthening and strengthening the embankment is the use of a mixture of soil with the addition of cement, obtained by drilling mixing technology. To modify the structure of soil cement and minimize cement consumption, it is suggested to use fiber fibers, chemical additives and finely dispersed industrial waste in the form of ash or ground slag as reinforcing components. A study was conducted to establish the basic parameters of the soil-cement composition for further modification of the structure of the element under the specific situational conditions of the embankment. Originality. The originality of the work is that, for the first time, based on the strengthening experience, the justification of the directions of strengthening the ground bases with vertical soil-cement elements at different stress-deformation conditions of the soil foundations and the composition of vertical elements in Ukraine and the European union was performed. Practical value. The practical value of the presented research is that when choosing one or another method of strengthening soil bases, the appropriate composition of the strengthening material is selected, that is, its efficiency and rationality can be determined during implementation in the specific conditions of operation of the railway, the embankment of which needs to be strengthened or rearranged for a combined or European track.
ENG: Purpose. Substantiating of the choice of components of materials and methods of obtaining a soil-cement element for strengthening the ground bases in Ukraine, taking into account the European experience. Methodology. The concepts of embankment reinforcement developed and implemented in Ukraine and the European union using horizontal reinforcement (geosynthetic materials), vertical reinforcement (vertical piles or micropiles) and a combination of geosynthetic materials with piles are analyzed. Advantages and disadvantages of physic-chemical and mechanical strengthening methods are considered. Findings. The substantiation of the material and constituent components of soil-cement elements and methods of their creation for strengthening the embankment of railways was carried out. One of the effective directions for obtaining vertical reinforcing elements and reducing the cost of work on strengthening and strengthening the embankment is the use of a mixture of soil with the addition of cement, obtained by drilling mixing technology. To modify the structure of soil cement and minimize cement consumption, it is suggested to use fiber fibers, chemical additives and finely dispersed industrial waste in the form of ash or ground slag as reinforcing components. A study was conducted to establish the basic parameters of the soil-cement composition for further modification of the structure of the element under the specific situational conditions of the embankment. Originality. The originality of the work is that, for the first time, based on the strengthening experience, the justification of the directions of strengthening the ground bases with vertical soil-cement elements at different stress-deformation conditions of the soil foundations and the composition of vertical elements in Ukraine and the European union was performed. Practical value. The practical value of the presented research is that when choosing one or another method of strengthening soil bases, the appropriate composition of the strengthening material is selected, that is, its efficiency and rationality can be determined during implementation in the specific conditions of operation of the railway, the embankment of which needs to be strengthened or rearranged for a combined or European track.
Description
О. Тютькін: ORCID 0000-0003-4921-4758,
О. Громова: ORCID 0000-0002-5149-4165
Keywords
земляне полотно, ґрунтові основи, підсилення, ґрунтоцемент, ґрунтоцементні елементи, бурозмішувальна технологія, embankment; ground bases, strengthening, soil cement, soil-cement elements, drilling technology, КТІ, КАПЗБМ
Citation
Тютькін О. Л., Громова О. В. Обґрунтування вибору складових компонентів і методу отримання ґрунтоцементного елементу для підсилення земляного полотна. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. 2023. Вип. 24. С. 81–92. DOI: 10.15802/bttrp2023/292006.