Методи визначення коефіцієнта вологопровідності ґрунтів земляного полотна

Опубліковано:
Номер: Випуск 26(2022)
Розділ: Геодезія та землеустрій
Cторінковий інтервал статті: 138–146
Ключові слова: автомобільна дорога, вологість ґрунту, вологонакопичення, вологообмін, ґрунт, земляне полотно, коефіцієнт вологопровідності
Як цитувати статтю: Бондаренко Л. П., Кватадзе Є. І. Методи визначення коефіцієнта вологопровідності ґрунтів земляного полотна. Дороги і мости. Київ, 2022. Вип. 26. С. 138–146.
Як цитувати статтю (references): Liudmyla Bondarenko, Yevheniia Kvatadze. Methods of determining the coefficient of moisture conductivity of soils subgrade. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2022. Iss. 26. P. 138–146. [in Ukrainian]

Автори

Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
http://orcid.org/0000-0002-8239-065X
Національний транспортний університет (НТУ), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0003-2798-8955

Анотація

Вступ. Всі періоди зволоження дорожньої конструкції складають єдиний закономірний цикл руху вологи в ній внаслідок впливу природних факторів. Для остаточного вибору конструкції земляного полотна та дорожнього одягу слід встановити значення щільності, вологості та морозного здимання ґрунтів у річному циклі. Для прогнозу цих величин необхідно визначити кількість надходження вологи в ґрунт від атмосферних опадів, що випадають на поверхню проїзної частини та узбіч в періоди сезонного вологонакопичення. Це дозволяє розробити якісні заходи, що покращують водно-тепловий режим земляного полотна, змоделювати його конструкцію з урахуванням властивостей ґрунтів, підвищити міцність за рахунок збільшення ступеня щільності ґрунтів та зменшення шкідливого впливу інфільтрації вологи.

Проблематика. Коефіцієнти вологопровідності ґрунту земляного полотна отримані за існуючим методом І.А. Золотаря та за міжнародним стандартом ISO 17892-11:2019 (E) мають як різні значення, так і різні одиниці вимірювання, що створює суттєві проблеми для їх подальшого практичного використання. Тому виникає ряд актуальних задач щодо адаптації існуючих методів з визначення вологонакопичення протягом річного циклу до європейських стандартів вимірювання коефіцієнта вологопровідності ґрунтів земляного полотна.

Мета. Метою даної роботи є проведення аналізу існуючих методів визначення коефіцієнта вологопровідності ґрунтів для розрахунку сезонного вологонакопичення в земляному полотні.

Матеріали та методи. Методи визначення коефіцієнта вологопровідності, зокрема метод Золотаря І.А., використовують переважно в країнах пострадянського простору. У той же час, у країнах Європейського Союзу визначення коефіцієнта вологопровідності регламентує міжнародний стандарт ISO 17892-11:2019 (E), згідно якого коефіцієнт вологопровідності визначають залежно від умов проведення експерименту.

У навчально-науковій лабораторії кафедри транспортного будівництва та управління майном Національного транспортного університету було проведено серію досліджень з використанням обладнання для випробування на вологопровідність в умовах змінного напору.

Результати. На основі отриманих результатів експериментальних досліджень, виконаних в науково-дослідній лабораторії Національного транспортного університету визначено коефіцієнт вологопровідності супіщаного ґрунту за міжнародним стандартом ISO 17892-11:2019 (E) та проведено порівняння з розрахованим коефіцієнт вологопровідності за методом І.А. Золотаря.

Висновки. На основі отриманих результатів експериментальних досліджень за європейським підходом з визначення коефіцієнта вологопровідності ґрунтів земляного полотна буде удосконалено метод розрахунку сезонного вологонакопичення. Це дасть можливість відійти від застарілих радянських методик, вирішити низку питань, важливих для практики проєктування, будівництва, відновлення, реконструкції та експлуатації автомобільних доріг: оцінити придатність місцевих ґрунтів для влаштування земляного полотна; визначити його конструктивні параметри; встановити розрахункові значення міцнісних і деформативних характеристик ґрунту.

Посилання

  1. Nien-Ming Hong, Ching-Pin Tung & Chu-hui Chen A procedure to estimate cover coefficient and parameters of soil moisture stress function using soil moisture monitoring data. Paddy and Water Environment 2013. Volume 11, P. 255–264. DOI: https://10.1007/s10333-012-0315-5.
  2. BowenTai, ZurunYue,TiechengSun, Shouchen Qi, Lei Li, ZhihaoYang Novel anti-frost subgrade bed structures a high speed railways in deep seasonally frozen ground regions: Experimental and numerical studies/ Construction and Building Materials. Volume 269, 1 February 2021, 121266. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121266.
  3. Shuang Jia, BoWen Tai, Shou Chen Qi, Lei Li, Tao Chen Summary of research on frost heave for subgrade in seasonal frozen ground. Sciences in Cold and Arid Regions. 2021, Vol. 13 . Issue (3). P. 195–205. DOI: 10.3724/SP.J.1226.2021.20092.
  4. Chathuri Maha Madakalapuge,Troyee Tanu Dutta, Didier Bodin, Jayantha Kodikara Numerical evaluation of temporal moisture variations in unbound pavements with thin seals. Transportation Geotechnics. Volume 35, July 2022, 100787. DOI: 10.1016/j.trgeo.2022.100787.
  5. МР В 2.3-02070915-849:2014 Методичні рекомендації щодо регулювання водно-теплового режиму у межах робочого шару земляного полотна автомобільних доріг. Київ, 2014. 61 с. (Інформація та документація)
  6. Н.А. Пузаков, И.А. Золотарь, В.М. Сиденко, А.Я. Тулаев и др. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд. Транспорт. 1971. 413 с.
  7. EN ISO 17892-11:2019 Geotechnical investigation and testing - Laboratory testing of soil - Part 11: Permeability tests. URL: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/72016/6fc2a3e6996946c78f47359ed716af2c/ISO-17892-11-2019.pdf  [in English].