О ВОДНО-ТЕПЛОВОМ РЕЖИМЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ НА ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ И ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ЗАСУШЛИВОЙ ЗОНЫ КАЗАХСТАНА

 

 

Миль Е. А. – инженер КУПС, г Алматы, Республика Казахстан

 

          Значительная часть территории Казахстана (предгорные равнины, постепенно переходящие к горизонтальной равнине Южного Прибалхашья, и пустынно-горизонтальная зона юго-запада республики, простирающаяся до берегов Каспийского моря) дорожно-климатическим районированием отнесена к зоне, которую называют засушливой и включает в себя пустынно-степную полосу [1-2].  Эта зона расположена южнее на 200 км линии Уральск - Актюбинск - Караганда до северного побережья озера Балхаш. Основные признаки зоны – высокая температура в летние месяцы и недостаток влаги, вызываемые значительным преобладанием испаряемости над атмосферными осадками. Вся территория характеризуется разнообразием природных условий – климата, грунтов, рельефа местности, гидрогеологией. Это разнообразие прежде всего обусловлено пестротой рельефа, включающего в себя все переходные формы – от высокогорных систем на юго-востоке до обширных пониженных равнин на западе.

           Под действием динамических нагрузок от подвижного состава и природных комплексов в земляном полотне железных дорог проложенных в этой зоне формируется тот или иной тип водно-теплового режима, следовательно, определенная прочность земляного полотна.   

          В земляном полотне железных дорог расположенной в этой зоне водно-тепловой режим характеризуется закономерностями изменения во времени влажности W и температуры t грунта на различных глубинах, вызываемых действием на земляное полотно климатических, гидрогеологических и гидрогеологических факторов. Этот режим в значительной мере формируется благодаря источникам увлаж­нения. Для рассматриваемой зоны наиболее характерными являются следующие источники [1-9].

         Первый источник.  Атмосферные осадки.

         Второй источник.  Вода со стороны оросительного канала.

         Третий источник.  Грунтовые воды.

         Четвертый источник. Водяной пар.

         Пятый источник. Поднятие уровня вод в результате промывки (рассоления) и полива полей.

         Приведенные источники увлажнения показывают специфику водно-теплового режима земляного полотна в зоне. В литературе нет данных о выделении земляного полотна железных дорог в этой зоне по степени опасности увлажнения,  но имеются работы В.М. Сиденко [1, 8-9] о выделении земляного полотна автомобильных дорог по степени опасности увлажнения на три гидрогеологические группы.

         Гидрогеологическая группа является общей характеристикой  водно- теплового режима земляного полотна. Она в целом определяет максимальную сезонную влажность и возможный интервал сезонного изменения влажности [1-2, 8-9]:

 

                                                ΔW = Wмах - Wмin ,                                  (1)

 

где Wмах - наибольшая влажность грунта земляного полотна в конце холодного периода года;

       Wмin - наименьшая влажность, обычно в летний период.

          Для рассматриваемой зон: I группа Wмах равен (0.45-0.55); II группа Wмах равен (0.56-0.75); III группа Wмах равен (0.76-1.00). Однако, из материалов исследования В.М.Сиденко [1, 8-9] не ясно к какой гидрогеологической группе относится земляное полотно в зоне при Wмах меньше 0.45. В работах В.М. Сиденко [1, 8-9] дан также анализ водно-теплового режима земляного полотна автодорог в зоне и выделены формы перемещающейся влаги в земляном полотне.  Эти исследования позволили установить четыре типа водно-теплового режима  земляного полотна автомобильных дорог.

          Причем, тип I соответствует первой гидрогеологической группе, II - второй, III и IY - третьей. Однако, из указанных исследований не ясно к какому тепло-влажностному режиму относится земляное полотно железных дорог, если на основной площадки насыпи, на участках засоленных грунтов и в районах искусственного  орошения, отсыпанной из глинистых и других недренирующих грунтов  [10] периодически застой воды от атмосферных осад­ков, Wа не равен нулю, вода у земляного полотна не застаивается, и боковое увлажнение отсутствует, Wб равен нулю, причем влажность грунта насыпи изменяется в пределах:

 

                                       Wо < W < Wпв,                                              (2)

 

где Wо - оптимальная влажность;

      Wпв- полная влагоемкость.

          Краткий анализ водно-теплового режима земляного полотна железных дорог в засушливой зоне, на участках засоленных грунтов и в районах искусственного  орошения, отсыпанной из глинистых и других недренирующих грунтов позволил сделать следующие выводы:

          - к какой гидрогеологической группе отнести земляное полотно железных дорог в засушливой зоне, на участках засоленных грунтов и в районах искусственного  орошения, отсыпанной из глинистых и других недренирующих грунтов при Wмах меньше  0.45;

          - к какому тепло-влажностному режиму относится земляное полотно железных дорог в засушливой зоне, на участках засоленных грунтов и в районах искусственного  орошения, отсыпанной из глинистых и других недренирующих грунтов, если Wа не равен нулю, Wб равен нулю и влажность грунта насыпи изменяется в пределах определяемых уравнением (2).

ЛИТЕРАТУРА

 

          1. Сиденко В.М., Ильясов Н. Проектирование, строительство и организация возведения земляного полотна в засушливых районах. Учебное пособие для студентов автодорожных спец. вузов.- Т.: Укитувчи, 1983. – 288 с.

          2. Закиров Р.С., Омаров А.Ж. Противодеформационное укрепление земляного полотна из песчаного грунта в Казахстане. – Алматы.: Гылым, 1999. – 164 с. 

          3. Закиров Р.С., Волгушев В.И. Сезонное промерзание дорожного по­лотна и укрепления откосов и площадок//Транспортное  строительство, 1996, № 1-2. – С. 8-9.

          4. Использование битумосодержащих пород в элементах железнодорож­ного пути/Э.П.Исаенко, А.К.Уразбеков, А.Омаров, Б.А.Исинома­нов, А.И. Пекер, С.А. Косенко, М.А. Примбетов, Н.А. Закиров. - Алма-Ата: КазНИИНКИ, 1992.- 82 с.

           5. Уразбеков А.К., Гузеев М.Н. Температурный и влажностный режим битумосодержащего слоя в конструкции железнодорожного пути. В кн. Проектирование, строительство и эксплуатация транспортно-коммуникационных сооружений: Межвузовский сб. науч. тр. вып.1.- Алматы.: Гылым, 1998. - С. 56-58.

          6. Каменев А.М. Расчетное состояние грунта активной зоны земляно­го полотна автомобильных дорог в песчаных пустынях Казахстана. В кн. Проектирование, строительство и эксплуатация транспорт­но-коммуникационных сооружений: Межвузовский сб.науч. тр. вып.1. Алматы.: Гылым, 1998. – С. 76-77.

           7. Справочник по климату СССР, вып. 18. Казахская ССР, ч.2. Температура воздуха и почвы. Гидрометеоиздат, Л. 1966. - 203 с. Ч. 3. Ветер, 1967. - 205. Ч. 4. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров, 1968. - 189 с.

           8. Сиденко В.М. Расчет и регулирование водно-теплового режима до­рожных одежд и земляного полотна.- М.: Автотрансиздат, 1962.- 156 с.

           9. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд. Под ред. проф. И.А. Золотаря, Н.А. Пузаков, В.М. Сиденко.- М.: Транспорт, 1971.- 416 с.

          10. Указания по проектированию земляного полотна железных  и автомобильных дорог. СН 449-72. - М.: Стройиздат, 1973. - 113 с.