Determination of parameters of anti-heave structures of the subgrade taking into account the freezing system

Cover Page

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.

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, Novosibirsk

Stepan I. Bukhov

Siberian Transport University

Email: bsybuhov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9900-0021

postgraduate

Russian Federation, Novosibirsk

References

  1. 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.
  2. 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
  3. 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
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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
  7. 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
  8. 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/
  9. 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.
  10. 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

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема перераспределения влаги в зоне промерзания

Download (105KB)
3. Рис. 2. Схема приращения объема воды в порах при замерзании в отсутствие криогенной миграции влаги в зоне промерзания

Download (110KB)
4. Рис. 3. Прибор ГТ 1.1.8 для определения степени морозного пучения

Download (35KB)
5. Рис. 4. Зависимость экспериментальных значений температуры начала интенсивного морозного пучения от числа пластичности глинистого грунта

Download (76KB)

Copyright (c) 2023 Isakov A.L., Bukhov S.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».