11.5 ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО НАСЫПИ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ
Аннотация
Данное статье геосинтетические материалы играют важную роль в современной инфраструктуре железных дорог, обеспечивая устойчивость, долговечность и эффективность железнодорожных путей. Эти материалы включают в себя широкий спектр продуктов, таких как геотекстиль, георешетки, геомембраны и другие, которые используются для различных целей, включая укрепление земляного полотна, дренаж, защиту от эрозии и снижение воздействия нагрузок.
Ключевые слова: геосинтетические материалы, железнодорожные насыпи, устойчивость, армирование, дренаж, моделирование.
Введение. Использование геосинтетических материалов началось во второй половине 20 века, когда стали разрабатываться новые синтетические полимеры. Геосинтетическими являются материалы, в которых как минимум одна из составных частей изготовлена из синтетических или натуральных полимеров в виде нитей, плоских форм, ленточных или трехмерных структур.
Специалисты активно проводили научные исследования в отраслевых научно-исследовательских институтах и на предприятиях, благодаря чему производство геосинтетиков стало развиваться крайне активно. С тех пор технологии производства и применения геосинтетиков значительно эволюционировали, что позволило расширить их использование в различных областях строительства, включая железнодорожное строительство.
Известно, что на дорогах, проложенных на участках с пересеченным рельефом, могут возникать различные деформации откосов. Это может происходить из-за выклинивания грунтовых вод, чрезмерной крутизны откосов, применения неустойчивых грунтов для возведения насыпей. Для расчета устойчивости насыпи учитывается несколько факторов: крутизна откоса, особенности грунтов, цели укрепления откоса. На этом этапе появляется необходимость инженерных расчетов и геологических изысканий. Однако, сегодня имеются материалы и конструкции, используемые для откосов разной крутизны. К ним и относятся геосинтетики. При недостаточной устойчивости откосов насыпи повысить устойчивость можно, используя жесткие плоские геоткани, георешетки или объемные материалы, имеющие коэффициент относительного удлинения при разрыве не более 10–15 %. Применение геосинтетических материалов для повышения устойчивости откосов насыпи основано на совместной работе прослойки и грунта в зоне оползания откоса. Назначение армирующих прослоек заключается в повышении сдвиговой прочности толщи грунта. Кроме того, геосинтетические материалы обладают высокой долговечностью и устойчивостью к агрессивным воздействиям. Проведя анализ характеристик геосинтетических материалов как зарубежного, так и отечественного производства, следует выделить несколько наиболее интересных материалов, которые можно рекомендовать для повышения устойчивости откосов насыпей в дорожном строительстве. Достаточно широкое распространение на сегодняшний день получают сооружения из армированного грунта, которые представляют собой искусственное сооружение, выполненное посредством послойного армирования грунта насыпи геосинтетическими материалами, в частности — одноосно ориентированными георешетками. Эффект армирования в данном случае состоит в неодинаковом ограничении геосинтетическим материалом нормальной деформации в разных направлениях. Технология применения геосинтетики менее трудоемка, по сравнению с сооружением стен из бетона. Она позволяет существенно увеличивать ставку экономической выгоды, по сравнению с использованием традиционных технологий, предполагающих возведение бетонных подпорных стен, шпунтовых ограждений или даже замену грунта при выполнении строительных работ на площадках со слабым неустойчивым основанием [1].
