veststuВестник Сибирского государственного университета путей сообщенияBulletin of Siberian State University of Transport1815-9265Сибирский государственный университет путей сообщения10.52170/1815-9265_2022_60_21veststu-5Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTДопустимое морозное пучение подшпального основания с учетом весеннего оттаивания пути для модернизации восточного полигонаPermissible frost heaving of the sleeper base, taking into account the spring thawing of the track during the modernization of the eastern polygonЩепотинГ. К.ShchepotinG. K.

Георгий Константинович Щепотин – доктор технических наук, профессор кафедры «Путь и путевое хозяйство» 

Новосибирск

George K. Shchepotin – Doctor of Engineering, Professor of the Department of Track and Track Facilities

Novosibirsk

shepotin@rambler.ruСибирский государственный университет путей сообщенияРоссияSiberian Transport UniversityRussian Federation202230032022012128Copyright © Щепотин Г.К., 20222022Щепотин Г.К.Shchepotin G.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikstu.ru/jour/article/view/5

   Повышение несущей способности подшпального основания пути в сложных инженерногеологических условиях Сибири является одной из основных задач при модернизации восточного полигона. Вопрос о допустимом морозном пучении актуален для проектирования противопучинных конструкций при строительстве новых железных дорог, а также для устранения их на эксплуатируемых линиях. Существующую градацию допустимого морозного пучения необходимо дополнительно детализировать с учетом многообразия инженерно-геологических особенностей восточного региона.   Весеннее оттаивание пути – наиболее опасный период года. По мере оттаивания пути снижается морозное пучение. Оттаивание мерзлых грунтов сопровождается снижением их несущей способности и образованием просадок основания. В результате сезонные деформации наносят немалый ущерб путевому хозяйству дорог в условиях Сибири и препятствуют бесперебойному и безопасному движению поездов с установленными скоростями. Поэтому при определении допустимого морозного пучения необходимо учитывать весеннее оттаивание подшпального основания.

   Increasing the load-bearing capacity of the sleeper base of the track in the difficult engineering and geological conditions of Siberia is one of the main tasks in the modernization of the eastern polygon. The issue of permissible frost heaving is relevant for the design of anti-spring structures during the construction of new railways, as well as their elimination on existing lines. The existing gradation of permissible frost heaving should be further detailed, taking into account the variety of engineering and geological features of the eastern region.   Spring thawing is the most dangerous period of the year. As the path thaws, frost heaving decreases. Thawing of frozen soils is accompanied by a decrease in their bearing capacity and the formation of subsidence of the base. As a result, seasonal deformations cause considerable damage to the road infrastructure in Siberia and hinder the smooth and safe movement of trains at set speeds. Therefore, when determining the permissible frost heaving, it is necessary to take into account the spring thawing of the sleeper base.

модернизация восточного полигонадопустимое морозное пучениеусиление под- шпального основаниясезонные деформацииасбестовый балластглинистые грунтыmodernization of the eastern polygonpermissible frost heavingstrengthening of the sleeper baseseasonal deformationsasbestos ballastclay soilsReferencesЩепотин Г. К. Усиление подшпального основания в условиях Сибири // Путь и путевое хозяйство. 2021. № 7. С. 22–24.Shchepotin G. K. Strengthening of the sleeper base in Siberia. Way and track facilities. 2021;(7):22–24. (In Russ.).Бесстыковой путь / В. Г. Альбрехт, Н. П. Виногоров, Н. Б. Зверев [и др.] ; под ред. В. Г. Альбрехта, А. Я. Когана. М. : Транспорт, 2000. 408 с.Albrekht V. G., Vinogorov N. P., Zverev N. B. [at al.]. Continuons welded rail track. M.: Transport; 2000. 408 р. (In Russ.).Бредюк Г. П., Палькин Ю. С. Проектирование земляного полотна на вечномерзлых грунтах. Новосибирск : Изд-во НИИЖТа, 1986. 87 с.Bredyuk G. P., Palkin Yu. S. Design of subgrade on permafrost soils. Novosibirsk: Publishing house of NIIZhT; 1986. 87 р. (In Russ.).Титов В. П. Усиление земляного полотна длительно эксплуатируемых железных дорог. М. : Стройиздат, 1980. 272 с.Titov V. P. Strengthening the subgrade of long-term operated railways. M.: Stroyizdat; 1980. 272 р. (In Russ.).Справочник по земляному полотну эксплуатируемых железных дорог / под ред. А. Ф. Подпалого, М. А. Чернышева, В. П. Титова. М. : Транспорт, 1978. 767 с.Podpalogo A. F., Chernysheva M. A., Titov V. P., eds. Reference book on the subgrade of operated railways. M.: Transport; 1978. 767 р. (In Russ.).Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений / В. О. Орлов, Ю. Д. Дубнов, Н. Д. Меренков. Л. : Стройиздат, 1977. 183 с.Orlov V. O., Dubnov Yu. D., Merenkov N. D. Heaving of freezing soils and its influence on the foundations of structures. L.: Stroyizdat; 1977. 183 р. (In Russ.).Рувинский В. И. Оптимальные конструкции земляного полотна. М. : Транспорт, 1982. 166 с.Ruvinskiy V. I. Optimal designs of subgrade. M.: Transport; 1982. 166 р. (In Russ.).Щепотин Г. К., Машкин Н. А. Повышение морозоустойчивости земляного полотна автомобильных дорог // Известия вузов. Строительство. 2015. № 3. С. 85–91.Shchepotin G. K., Mashkin N. A. Increasing the frost resistance of the subgrade of motor roads. Izvestiya vuzov. Building. 2015;(3):85–91. (In Russ.).Щепотин Г. К., Крутасов Б. В. Повышение несущей способности дорожных конструкций в условиях Сибири // Труды Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 21. № 1 (67). С. 127–137.Shchepotin G. K., Krutasov B. V. Increasing the bearing capacity of road structures in Siberia. Proceedings of the Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering. 2018;21(67):127–137. (In Russ.).ЦПИ-24. Технические указания по устранению пучин и просадок железнодорожного пути / МПС России. М., 1997. 73 с.TsPI-24. Technical instructions for eliminating the depths and subsidence of the railway track. Ministry of Railways of Russia. M.; 1997. 73 р. (In Russ.).Щепотин Г. К. Надежность подшпального основания бесстыкового пути в суровом климате // Путь и путевое хозяйство. 2002. № 5. С. 17.Schepotin G. K. Reliability of the under-sleeper base of a jointless track in a harsh climate. Way and track management. 2002;(5):17. (In Russ.).Руководство по применению полимерных материалов (пенопластов, геотекстилей, георешеток, полимерных дренажных труб) для усиления земляного полотна при ремонтах пути / МПС России. М., 2002. 110 с.Guidelines for the use of polymeric materials (foam plastics, geotextiles, geogrids, polymeric drainage pipes) to strengthen the subgrade during track repairs. Ministry of Railways of Russia. M.; 2002. 110 р. (In Russ.).Методические рекомендации по применению асбестового балласта на железнодорожном транспорте : утв. 07.08.2008. Министерство промышленности и науки Свердловской области. Екатеринбург, 2008. 13 с.Guidelines for the use of asbestos ballast in railway transport: approved. 08/07/2008. Ministry of Industry and Science of the Sverdlovsk Region. Yekaterinburg; 2008. 13 р. (In Russ.).ТУ 32-ЦП-782–92. Смесь песчано-щебеночная из отсевов дробления серпентинитов для балластного слоя железнодорожного пути : утв. 15.08.1992. М., 1992.TU 32-TsP-782-92. A mixture of sand and crushed stone from screenings of crushing serpentinites for the ballast layer of the railway track: approved. 08/15/1992. M.; 1992. (In Russ.).Щепотин Г. К., Величко Д. В. Эффективность усиления подшпального основания пенополистиролом // Путь и путевое хозяйство. 2005. № 9. С. 12–13.Shchepotin G. K., Velichko D. V. Efficiency of reinforcing the sleeper base with polystyrene foam. Way and track management. 2005;(9):12–13. (In Russ.).Akimov S., Kosenko S., Bogdanovich S. Stability of the supporting subgrade on the tracks with heavy train movement // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. № 1116. Р. 228–236.Akimov S., Kosenko S., Bogdanovich S. Stability of the supporting subgrade on the tracks with heavy train movement. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020;(1116):228–236.Севастьянов А. А., Кочетков А. С., Стрелков Д. А. Анализ воздействия поездов на железнодорожный путь в условиях Среднесибирского хода // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2020. № 4 (55). С. 26–33.Sevastyanov A. A., Kochetkov A. S., Strelkov D. A. Analysis of the impact of trains on the railway track in the conditions of the Central Siberian course. Bulletin of the Siberian State University of Communications. 2020;4(55):26–33. (In Russ.).Косенко С. А., Акимов С. С. Причины отказов элементов железнодорожного пути на полигоне Западно-Сибирской железной дороги // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 3 (42). С. 26–34.Kosenko S. A., Akimov S. S. Causes of failures of railway track elements at the site of the West Siberian Railway. Bulletin of the Siberian State University of Communications. 2017;3(42):26–34. (In Russ.).Щепотин Г. К. Влияние грузонапряженности и осевых нагрузок на долговечность рельсов в регионах с холодным климатом // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2021. № 1 (56). С. 12–19.Shchepotin G. K. Influence of cargo tension and axial loads on the durability of rails in cold climate regions. Bulletin of the Siberian State University of Communications. 2021;1(56):12–19. (In Russ.).Математическая статистика / В. М. Иванова, В. Н. Калинина, В. Н. Нешумова [и др.]. М. : Высшая школа, 1981. 371 с.Ivanova V. M., Kalinina V. N., Neshumova V. N. [at al.]. Mathematical statistics. M.: Higher school; 1981. 371 р. (In Russ.).Надежность технических систем : справ. / Ю. К. Беляев, В. А. Богатырев, В. В. Болотин [и др.] ; под ред. И. А. Ушакова. М. : Радио и связь, 1985. 608 с.Belyaev Yu. K., Bogatyrev V. A., Bolotin V. V. [at al.]; Ushakova I. A., ed. Reliability of technical systems: Ref. M.: Radio and communication; 1985. 608 р. (In Russ.).Вентцель Е. С. Исследование операций. М. : Сов. радио, 1972. 552 с.Wentzel E. S. Research operations. M.: Sov. Radio; 1972. 552 р. (In Russ.).Щепотин Г. К. Усиление подшпального основания бесстыкового пути. Екатеринбург : Изд-во Урал. гос. ун-та путей сообщения, 2008. 150 с.Shchepotin G. K. Strengthening of the sleeper base of a seamless path. Yekaterinburg: Publishing house of Ural State Transport University; 2008. 150 р. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.