Determination of parameters of anti-heave structures of the subgrade taking into account the freezing system
- Authors: Isakov A.L.1, Bukhov S.I.1
-
Affiliations:
- Siberian Transport University
- Issue: Vol 9, No 4 (2023)
- Pages: 5-17
- Section: Original studies
- URL: https://bakhtiniada.ru/transj/article/view/249972
- DOI: https://doi.org/10.17816/transsyst2023945-17
- ID: 249972
Cite item
Full Text
Abstract
Background: in the Northern Hemisphere, during the construction and operation of railways, one of the pressing problems is frost heaving. One of the key factors influencing the amount of frost heaving is the occurrence of groundwater relative to the freezing front of the subgrade soils, which is not fully taken into account by existing approaches to determining the parameters of anti-heaving structures. This factor is usually characterized by freezing regimes, there are two of them - open and closed freezing systems. An open system is characterized by the proximity of groundwater to the freezing front, at which there is a constant influx of water (migration) to the zone of phase transitions, which makes the process of frost heaving unpredictable, and the determination of the frost heave ratio incorrect. A closed freezing system assumes the absence or deep location of groundwater (the difference in the level of the freezing front and groundwater exceeds the height of the capillary rise of water).
Aim: development of a method for calculating the parameters of anti-heaving. structures depending on the freezing regime of railway subgrades.
Materials and Methods: comparative analysis of methods for calculating the parameters of anti-heaving structures, experimental studies of the process of frost heaving in an open system of freezing of clay soils.
Results: based on experimental studies of freezing regimes, a differentiated approach to assessing the characteristics of frost heaving is proposed, taking into account the peculiarities of the frost heaving process.
Conclusion: the proposed method with a differentiated approach compares favorably with existing ones, allowing to reduce the consumption of building materials when designing anti-heaving measures.
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
Alexander L. Isakov
Siberian Transport University
Author for correspondence.
Email: mylab.alex@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8093-6826
Doctor of Technical Sciences, Professor
Russian Federation, NovosibirskStepan I. Bukhov
Siberian Transport University
Email: bsybuhov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9900-0021
postgraduate
Russian Federation, NovosibirskReferences
- ГОСТ 28622-2012. Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости. – М.: Стандартинформ, 2012. – 11 с. [GOST 28622-2012 Soils. Laboratory method for determining the degree of heaving. Moscow: Standartinform, 2012. 11 p. (In Russ.)]. Доступно по: https://files.stroyinf.ru/Data/564/56436.pdf Ссылка доступна на: 28.11.23.
- ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация. – М.: Стандартинформ, 2020. – 38 с. [GOST 25100-2020. Soils. Classification. Moscow: Standardinform, 2020. 38 p. (In Russ.)]. Ссылка доступна на: 28.11.23. Доступно по: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293719/4293719820.pdf
- Технические указания по устранению пучин и просадок железнодорожного пути. – М.: Транспорт, 1997. – 59 с. [TsPI-24. Technical instructions for eliminating heaves and subsidence of the railway track. Moscow: Transport, 1997. 59 p. (In Russ.)]. Ссылка доступна на: 28.11.23. Доступно по: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293754/4293754467.htm#i358776
- СП 238.1326000.2015. Железнодорожный путь. – М., 2015. – 71 с. [SP 238.1326000.2015. Railway track. Moscow, 2015. 71 p. (In Russ.)]. Доступно по: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293756/4293756865.pdf Ссылка доступна на: 28.11.23.
- ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. – М., 2001. –148 с. [ODN 218.046-01. Design of flexible pavements. Moscow, 2001. 148 p. (In Russ.)]. Доступно по: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294847/4294847959.htm. Ссылка доступна на: 28.11.23.
- Исаков А.Л., Бухов С.И. К оценке коэффициента морозного пучения глинистых грунтов земляного полотна при закрытой системе промерзания области // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 1(56). – С. 92–98. [Isakov AL, Bukhov SI. To assess the frost heave ratio of clayey soils of the roadbed in a closed freezing system of the region. Bulletin of the Siberian State University of Railway Transport. 2021;1(56):92-98. (In Russ.)]. doi: 10.52170/1815-9262_2021_56_92
- Орлов В.О., Дубнов Ю.Д., Меренков Н.Д. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений. – Л.: Стройиздат. 1977. – 185 с. [Orlov VO, Dubnov YuD, Merenkov ND. Puchenie promerzayushchih gruntov i ego vliyanie na fundamenty sooruzhenij. Leningrad: Stroyizdat, 1977. 185 p. (In Russ.)]. Ссылка доступна на: 28.11.23. Доступно по: https://search.rsl.ru/ru/record/01007688543?ysclid=lq7qw0gvfd248743306
- Бухов С.И., Исаков А.Л. Определение температуры начала интенсивного морозного пучения в глинистых грунтах при открытой системе промерзания // Фундаментальные и прикладные вопросы транспорта. – 2022. – № 4 (7). – С. 80. [Bukhov SI, Isakov AL. Determination of the temperature of the onset of intense frost heaving in clayey soils with an open freezing system. Fundamental and applied issues of transport. 2022;4(7):8. (In Russ.)]. Ссылка доступна на: 28.11.23. Доступно по: https://fpvt.ru/public/
- Инструкции по устройству подбалластных защитных слоев при реконструкции (модернизации) железнодорожного пути. – М., 2012. – 53 с. [Instructions for the installation of sub-ballast protective layers during the reconstruction (modernization) of a railway track. Moscow, 2012. 53 p. (In Russ.)]. Доступно по: https://jd-doc.ru/2012/dekabr-2012/3877-rasporyazhenie-oao-rzhd-ot-12-12-2012-n-2544r Ссылка доступна на: 28.11.23.
- Методика назначения противопучинных мероприятий и выбора их параметров на железных и автомобильных дорогах на базе программного комплекса Freeze-1. [Methodology for prescribing anti-heavy measures and selecting their parameters on railways and roads based on the Freeze-1 software package. (In Russ.)]. Доступно по: http://freeze-1.stu.ru/index.htm Ссылка доступна на: 28.11.23.
Supplementary files
