7.31 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИАГНОСТИКИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Abstract
В данной статье приведены материалы по диагностике земляного полотна железных дорог с категориями фактического состояния и современные методы, и способы диагностирования эксплуатируемых участков.
Ключевые слова: диагностика, земляное полотно, категории, электрометрический метод, ЭДЗ, радиолокационный метод.
Земляное полотно – один из важнейших элементов пути, представлено инженерными сооружениями, выполненными из грунта и основанными на грунте. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимума расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность широкой механизации работ [2].
Земляное полотно находится под воздействием проходящих поездов. веса верхнего строения пути и собственного веса. Оно, как и любой грунтовый массив, в различной степени в зависимости от глубины рассматриваемой толщи подвержено колебаниям температуры и влажности, влияниям инфильтрации поверхностных и испарения грунтовых вод.
Эксплуатируемое земляное полотно с позиций оценки его фактического состояния можно подразделить на категории [3].
Первая категория – аварийное земляное полотно, т.е. участки, где произошли крупные деформации и остановлено движение поездов.
Вторая категория – эксплуатируемые участки земляного полотна, на которых действуют предупреждения об ограничении скорости движения поездов.
Третья категория – участки земляного полотна, расположенные в сложных инженерно-геологических условиях и требующие повышенного внимания из-за достаточно высокой вероятности возникновения деформаций.
Четвертая категория – высокие насыпи из глинистых грунтов, которые, как правило, все потенциально ненадежны.
Пятая категория – земляное полотно, которое в данный момент считается стабильным, но фактическое состояние его неизвестно.
Понятие «диагностика земляного полотна» было предложено проф. Г.Г. Коншиным (ВНИИЖТ) в начале 70-х гг. ХХ в. взамен более узкого понятия «обследование земляного полотна». В это время были выполнены исследования на эксплуатируемом земляном полотне, которые позволили разработать систему диагностики с использованием геофизических методов для специфических условий железнодорожного пути.
Элементами системы диагностики являются: объект исследования; методы и технические средства диагностирования; классификация диагностических признаков (критерии опознавания деформаций); подготовленный технический персонал, взаимодействующий с объектом исследования по правилам, установленным соответствующей нормативно-методической документацией; экспертное заключение о техническом состоянии земляного полотна с указанием места, вида и причины деформаций.
Система диагностики земляного полотна основана на применении как традиционных, так и новых геофизических методов, современной измерительной аппаратуры и компьютерных технологий. В системе диагностики также используются специально разработанные передвижные диагностические лаборатории. Основу системы диагностики земляного полотна составляют геофизические методы, которые основаны на изучении аномалий физических полей, обусловленных изменением литологического строения земляного полотна, различием физико-механических свойств грунтов. Физические поля в земляном полотне возникают от воздействий:
– постоянного или переменного электрического тока через забитые в грунт электроды (электрометрический метод и метод электроконтактного динамического зондирования);
– излучения электромагнитных высокочастотных сигналов (радиолокационный метод);
– ударных нагрузок типа молота по грунту (сейсмический метод);
– движущегося подвижного состава (вибрационный метод).
Ниже приведена краткая характеристика геофизических методов [1].
