Прогнозування вологісного режиму дренажного шару дорожньої конструкції під дією навантаження

Autor: Savenko, Vyacheslav, Kvatadze, Alina, Davydenko, Oleksandr, Stozhka, Vitalii, Ianchuk, Leonid
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 4, № 7 (106) (2020): Прикладна механіка; 62-75
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 4, № 7 (106) (2020): Прикладная механика; 62-75
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 4, № 7 (106) (2020): Applied mechanics; 62-75
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The processes forming the humidity mode of the drainage layer of a road structure under the action of excess load have been investigated. The stressed-strained state was determined based on a numerical experiment using the software-calculation suite SCAD Office. The numerical modeling of the examined structure involved the static load of the А2 group for a road of category II. A series of numerical experiments were performed, which included an increase in the rated load by 10–50 % when overwetting the drainage layer and the earth bed. The distribution of the isofields and isolines of normal stresses and deformations in the volumetric elements was derived, which made it possible to determine the thickness of the soil layer of the earth bed, 0.67 m, from which water is squeezed out under the influence of excess loading.Based on the approach for determining the parameters of soil subsidence at its drying or freezing, the dependences were established for the relative subsidence of soil, the coefficients of linear subsidence and compaction of soil under the influence of excess load. The proposed dependences integrate such indicators as the deformation below a drainage layer, the depth of stress spread, at which water is not squeezed out from soil, the optimum humidity, and the full moisture content of the soil.Based on the results of numerical experiments and soil subsidence parameters, the amount of water squeezed out from a layer of soil under the influence of excess load has been determined, which is 5.4 liters per m2. The results obtained make it possible to adjust the value of the total specific excess water flowing into a drainage structure. Taking into consideration the squeezing out of water from an earth bed from a soil layer under the influence of excess load from a wheel of 86.25 kN, the general specific excess could vary in the range from 35.4 to 22.4 liters per 1 m2. Increasing it by 18–32 % would change the humidity mode of the road bed and reduce the overall elasticity module
Исследованы процессы формирования влажностного режима дренажного слоя дорожной конструкции под действием сверхнормативной нагрузки. Определение напряженно-деформированного состояния проводилось на основе численного эксперимента в программно-расчетном комплексе SCAD Office. При числовом моделировании рассматриваемой конструкции использовалась статическая нагрузка группы А2 для автомобильной дороги ІІ-ой категории. Была проведена серия численных экспериментов, которые включали увеличение нормативной нагрузки на 10–50 % при переувлажнении дренажного слоя и грунта земляного полотна. Получено распределение изополей и изолиний нормальных напряжений и деформаций в объемных элементах, что позволило определить толщину слоя грунта земляного полотна – 0,67 м, из которого происходит отжим воды под действием сверхнормативной нагрузки.Основываясь на подходе по определению параметров оседания грунта, при его высыхании или размерзании, получены зависимости для относительной осадки грунта, коэффициентов линейного оседания и уплотнения грунта под действием сверхнормативной нагрузки. Предложенные зависимости объединяют такие показатели, как деформация под дренажным слоем, глубина распространения напряжений, при которых не отжимается вода из грунта, оптимальная влажность и полная влагоемкость грунта.На основе результатов числовых экспериментов и параметров оседание грунта определена величина отжима воды из слоя грунта под влиянием сверхнормативной нагрузки, которая составляет 5,4 л на м2. Полученные результаты позволяют скорректировать величину общего удельного избытка воды, поступающего в дренажную конструкцию. С учетом отжима из слоя грунта земляного полотна под воздействием сверхнормативной нагрузки от колеса 86,25 кН общий удельный избыток может быть в пределах от 35,4 до 22,4 л на 1 м2. Его увеличение на 18–32 % изменит влажностный режим основания дорожной одежды и уменьшит общий модуль упругости
Досліджено процеси формування вологісного режиму дренажного шару дорожньої конструкції під дією понаднормативного навантаження. Визначення напружено-деформованого стану проводилося за числовим експериментом в програмно-розрахунковому комплексі SCAD Office. При числовому моделюванні розглядуваної конструкції використовувалось статичне навантаження групи А2 для автомобільної дороги ІІ-ої категорії. Було проведено серію числових експериментів, які включали збільшення нормативного навантаження на 10–50 % при перезволоженні дренажного шару і ґрунту земляного полотна. Отримано розподіл ізополів та ізоліній нормальних напружень та деформацій в об’ємних елементах, що дозволило визначити товщину шару ґрунту земляного полотна – 0,67 м, з якого відбувається віджимання води під дією понаднормативного навантаження.Ґрунтуючись на підході щодо визначення параметрів осідання ґрунту, при його висиханні або розмерзанні, отримано залежності для відносного осідання ґрунту, коефіцієнтів лінійного осідання та ущільнення ґрунту під дією понаднормативного навантаження Запропоновані залежності поєднують такі показники, як деформація під дренажним шаром, глибина поширення напружень, при яких не віджимається вода з ґрунту, оптимальна вологість та повна вологоємність ґрунту.На основі результатів числових експериментів та параметрів осідання ґрунту визначено величину віджимання води з шару ґрунту під впливом понаднормативного навантаження, яка складає 5,4 л на м2. Отримані результати дозволяють скоригувати величину загального питомого надлишку води, що надходить в дренажну конструкцію. З урахуванням віджимання з шару ґрунту земляного полотна під впливом понаднормативного навантаження від колеса 86,25 кН загальний питомий надлишок може бути в межах від 35,4 до 22,4 л на 1 м2. Його збільшення на 18–32 % змінить вологісний режим основи дорожнього одягу та зменшить загальний модуль пружності
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: