RU2487213C1 - Embankment on highly iced permafrost soils - Google Patents

Embankment on highly iced permafrost soils Download PDF

Info

Publication number
RU2487213C1
RU2487213C1 RU2011143346/03A RU2011143346A RU2487213C1 RU 2487213 C1 RU2487213 C1 RU 2487213C1 RU 2011143346/03 A RU2011143346/03 A RU 2011143346/03A RU 2011143346 A RU2011143346 A RU 2011143346A RU 2487213 C1 RU2487213 C1 RU 2487213C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
embankment
channels
cooling system
bays
panel
Prior art date
Application number
RU2011143346/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011143346A (en
Inventor
Валерий Иванович Трофимов
Валентин Георгиевич Кондратьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет"
Priority to RU2011143346/03A priority Critical patent/RU2487213C1/en
Publication of RU2011143346A publication Critical patent/RU2011143346A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2487213C1 publication Critical patent/RU2487213C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: embankment includes an embankment body in the form of filled soil and a cooling system installed in the embankment in the form of a panel with channels arranged inside. The panel with channels may be arranged in the form of a net. Holes of channels arranged at the edges of the panel are connected with a transverse air intake tube. The cooling system is arranged as follows: in the form of a row of bays made of spirally wound panels or nets with channels and installed across the axis of the road route. The cooling system may be arranged as combined of at least two layers, in which the lower one comprises bays, and the upper one - from panels with channels or tubes. Inside bays there are central tubes installed.
EFFECT: possibility to use in erection of transport structures on frozen soils, both in summer and winter periods of the year.
6 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года.The invention relates to the field of construction and can be used in the construction of transport facilities on frozen soils in both summer and winter season.

Известна насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, включающая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в нижней части насыпи и выполненную в виде ряда трубчатых элементов, установленных в теле насыпи (RU №2010919. E02D 17/18, 1994 г.).Known embankment on very icy permafrost soils, including the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system installed in the lower part of the embankment and made in the form of a series of tubular elements installed in the body of the embankment (RU No. 2010919. E02D 17/18, 1994).

Недостатком известной насыпи является усложнение ее конструкции, что приводит к повышению трудоемкости установки трубчатых элементов, удорожанию строительства за счет использования труб, а также к снижению устойчивости насыпи, снижая тем самым, в целом, эффективность работы насыпи.A disadvantage of the known embankment is the complexity of its design, which leads to an increase in the complexity of installing tubular elements, an increase in the cost of construction due to the use of pipes, and also to a decrease in the stability of the embankment, thereby reducing, in general, the efficiency of the embankment.

Наиболее близким техническим решением является насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, включающая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в нижней части насыпи и выполненную в виде ряда железобетонных труб (Кондратьев В.Г. Новые методы и технологии управления состоянием грунтов тела и основания земляного полотна железной дороги в криолитозоне. Межд. ж-л «Геотехника». №2, 2011. - С.33).The closest technical solution is the embankment on very icy permafrost soils, including the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system installed in the lower part of the embankment and made in the form of a series of reinforced concrete pipes (V. Kondratiev, New methods and technologies for controlling the state of body and base soils subgrade of the railway in the permafrost zone. Int. railway station Geotechnika. No. 2, 2011. - P.33).

Недостатком известной насыпи является сложность конструкции, а также низкая площадь и объем зоны охлаждения, за счет чего снижается интенсивность охлаждения объема насыпи, при этом снижается устойчивость насыпи.A disadvantage of the known embankment is the complexity of the design, as well as the low area and volume of the cooling zone, due to which the cooling rate of the volume of the embankment decreases, while the stability of the embankment decreases.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по разработке более эффективной конструкции насыпи на мерзлых грунтах.When creating the present invention, the task was to develop a more effective design of the embankment on frozen soils.

Техническим результатом является повышение устойчивости насыпи за счет создания условий по более интенсивному ее охлаждению и упрощению ее конструкции.The technical result is to increase the stability of the embankment by creating conditions for more intensive cooling and simplifying its design.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что установка охлаждающей системы, выполненной в виде полотнища, с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов, позволяет, во-первых, ускорить и упростить процесс ее размещения в теле насыпи, во-вторых, повысить устойчивость насыпи за счет повышенного сцепления грунта с волнистой поверхностью полотнища (повышается сопротивление сдвиговым деформациям на контакте грунта и полотнища), в-третьих, повысить интенсивность охлаждения насыпи за счет более повышенной площади контакта охлаждающей системы с окружающим грунтом, что повышает, в целом, эффективность работы насыпи.The task and the specified technical result are achieved in that the installation of a cooling system made in the form of a panel with rows of through channels located inside it allows, firstly, to accelerate and simplify the process of its placement in the body of the embankment, and secondly, to increase the stability of the embankment due to the increased adhesion of the soil to the wavy surface of the panel (resistance to shear deformations at the contact of the soil and the panel increases), thirdly, to increase the cooling rate of the embankment due to a higher the contact area of the cooling system with the surrounding soil, which increases, in general, the effectiveness of the embankment.

Исполнение полотнища со сквозными каналами в виде сетки позволяет дополнительно повысить устойчивость насыпи за счет ее армирования и повысить интенсивность охлаждения за счет более полного охвата грунтовой зоны вокруг каналов.The design of the panel with through channels in the form of a mesh allows you to further increase the stability of the embankment due to its reinforcement and increase the cooling rate due to a more complete coverage of the soil zone around the channels.

Установка воздухозаборной трубки, соединенной с отверстиями каналов, расположенных по краям полотнища, позволяет, во-первых, предотвратить залипание каналов снегом, а во-вторых, позволяет более эффективно выполнять принудительную продувку каналов с целью повышения интенсивности охлаждения насыпи и их прочистки.The installation of an air intake pipe connected to the openings of the channels located at the edges of the panel allows, firstly, to prevent the channels from sticking to snow, and secondly, it is possible to more effectively perform forced purging of the channels in order to increase the cooling rate of the embankment and their cleaning.

Исполнение охлаждающей системы в виде ряда бухт, состоящих из спирально закрученных полотнищ или сеток с каналами и установленных поперек оси трассы дороги, позволяет, во-первых, значительно повысить интенсивность охлаждения насыпи за счет большего объема охвата грунта, а во-вторых, снизить стоимость охлаждающей системы по сравнению с использованием труб, а также ускорить и упростить технологию их установки.The design of the cooling system in the form of a series of bays, consisting of spirally twisted sheets or nets with channels and installed across the axis of the road route, allows, firstly, to significantly increase the cooling rate of the embankment due to the greater volume of soil coverage, and secondly, to reduce the cost of cooling systems in comparison with the use of pipes, as well as speed up and simplify the technology of their installation.

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема насыпи; на фиг.2 - полотнище со сквозными каналами; на фиг.3 - сетка со сквозными каналами; на фиг.4 полотнище с закрепленными на нем трубками различного диаметра; на фиг.5 - насыпь, вид сбоку; на фиг.6 - насыпь с установленными бухтами, спирально закрученными полотнищами или сетками с каналами; на фиг.7 - насыпь с двухслойной системой охлаждения, на фиг.8 - насыпь с бухтами и центральными трубками; на фиг.9 - полотнище с каналами, образованное лентами с полостями; на фиг.10 - полотнище с каналами, образованное из двух полотнищ с полостями.The embankment on strongly icy permafrost soils is illustrated by the drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of the embankment; figure 2 - panel with through channels; figure 3 - mesh with through channels; in Fig.4 panel with fixed to it by tubes of various diameters; figure 5 is an embankment, side view; figure 6 - embankment with installed bays, spirally twisted sheets or nets with channels; Fig.7 is an embankment with a two-layer cooling system, Fig.8 is an embankment with bays and central tubes; figure 9 is a panel with channels formed by ribbons with cavities; figure 10 is a panel with channels formed from two panels with cavities.

На фиг.1 - 10 обозначено:Figure 1 - 10 is indicated:

1 - насыпь; 2 - мерзлое основание; 3 - полотнище со сквозными каналами; 4 - каналы; 5 - пробки-заглушки; 6 - сетка; 7 - гладкое полотнище; 8 - трубки; 9 - скобы крепежные; 10 - поперечная воздухозаборная трубка; 11 - бухты; 12 - центральные трубки, 13 - полотнище; 14 - полосы с полостями; 15 - полотнища с полостями.1 - embankment; 2 - frozen base; 3 - cloth with through channels; 4 - channels; 5 - plugs; 6 - grid; 7 - smooth cloth; 8 - tubes; 9 - mounting brackets; 10 - transverse air intake pipe; 11 - bays; 12 - central tubes, 13 - cloth; 14 - strip with cavities; 15 - panels with cavities.

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах состоит из тела насыпи 1 в виде насыпного грунта, отсыпанной на мерзлом основании 2 (фиг.1), внутри которой установлена охлаждающая система, выполненная в виде полотнища 3 с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4 (фиг.2). Выходные отверстия каналов 4 могут закрываться пробками-заглушками 5 (фиг.2). Вместо полотнища 3 может быть установлена сетка 6 (фиг.3). Выходные отверстия каналов 4 могут соединяться воздухозаборной трубкой 10 (фиг.5). В отдельных случаях полотнище 3 может быть выполнено в виде бухт 11 из скрученных в спираль полотнищ (заданного диаметра - D) с расположенными внутри них рядами сквозных каналов 4 и установленных поперек оси трассы дороги (с заданным шагом t) (фиг.6). При этом диаметр бухт D и шаг t их установки задаются согласно теплотехническим расчетам. Насыпь с более интенсивной системой охлаждения состоит из двух слоев: нижний - из бухт 11, верхний - из полотнища 3 с каналами 4 или трубками 8 (фиг.7). Для повышения эффективности работы бухт 11 внутри них могут быть устроены дополнительные вентиляционные каналы путем установки центральных трубок 12 (фиг.8).The embankment on strongly icy permafrost soils consists of the body of embankment 1 in the form of bulk soil, sprinkled on a frozen base 2 (Fig. 1), inside which a cooling system is installed, made in the form of a cloth 3 with rows of through channels 4 located inside it (Fig. 2) . The outlet openings of the channels 4 can be closed with stoppers 5 (Fig. 2). Instead of the panel 3 can be installed mesh 6 (figure 3). The outlet openings of the channels 4 can be connected by an intake pipe 10 (Fig. 5). In some cases, the panel 3 can be made in the form of bays 11 from twisted into a spiral panels (a given diameter - D) with rows of through channels 4 located inside them and installed across the axis of the road route (with a given step t) (Fig. 6). In this case, the diameter of the coils D and the step t of their installation are set according to the heat engineering calculations. The embankment with a more intensive cooling system consists of two layers: the lower one is from bays 11, the upper one is from a panel 3 with channels 4 or tubes 8 (Fig. 7). To increase the efficiency of the bays 11, additional ventilation ducts can be arranged inside them by installing central tubes 12 (Fig. 8).

Каналы полотнища могут быть образованы несколькими путями. Например, путем наклеивания на полотнище 13 предварительно изготовленных отдельных полос 14 с выштампованной полостью в виде канала (фиг.9) или путем склеивания двух полотнищ 15 с выштампованными полостями в виде каналов (фиг.10).Channels of the panel can be formed in several ways. For example, by gluing on the web 13 pre-made individual strips 14 with a stamped cavity in the form of a channel (Fig. 9) or by gluing two cloths 15 with stamped cavities in the form of a channel (Fig. 10).

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах работает следующим образом.The embankment on strongly icy permafrost soils works as follows.

Сначала возводится насыпь, для чего на подготовленное основание 2 укладывается теплоизолирующий слой, например из сухого торфа или мха, после чего поперек трассы дороги расстилается полотнище 3 с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4, выходные отверстия которых могут закрываться пробками-заглушками 5 (фиг.1, фиг.2). Для усиления структуры насыпи 1 и повышения ее устойчивости вместо полотнища 3 может укладываться сетка 6, с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4 (фиг.3). Для защиты каналов и трубок от забивки снегом их концы соединяются с (поперечной) воздухозаборной трубкой 10, диаметром не менее 100 мм (для предотвращения забивки ее снегом) (фиг.5). Для более интенсивного охлаждения насыпи охлаждающая система выполняется в виде бухт 11 из скрученных в спираль полотнищ, с расположенными внутри нее рядами сквозных каналов 4, которая устанавливается поперек оси трассы дороги (фиг.6). Интенсивность охлаждения насыпи может быть существенно повышена, путем исполнения охлаждающей системы в виде двух слоев - нижнего в виде бухт, а верхнего - в виде полотнищ (фиг.7). При этом эффективность работы бухт, а соответственно, и всей охлаждающей системы повышается путем установки внутри бухт дополнительных центральных трубок (фиг.8).First, an embankment is erected, for which a heat-insulating layer, for example, of dry peat or moss, is laid on the prepared base 2, after which a sheet 3 with rows of through channels 4 located inside it is laid out, the outlet openings of which can be closed with stoppers 5 (Fig. 1, figure 2). To strengthen the structure of the embankment 1 and increase its stability, instead of the panel 3, a grid 6 can be laid with rows of through channels 4 located inside it (Fig. 3). To protect the channels and tubes from clogging with snow, their ends are connected to the (transverse) air intake pipe 10, with a diameter of at least 100 mm (to prevent it from clogging with snow) (Fig. 5). For more intensive cooling of the embankment, the cooling system is made in the form of bays 11 from sheets twisted into a spiral, with rows of through channels 4 located inside it, which is installed across the axis of the road route (Fig.6). The cooling rate of the embankment can be significantly increased by executing a cooling system in the form of two layers - the lower one in the form of bays and the upper one in the form of panels (Fig. 7). In this case, the efficiency of the bays, and, accordingly, of the entire cooling system is increased by installing additional central tubes inside the bays (Fig. 8).

В зимний период или в другой период, когда устанавливается отрицательная температура воздуха, пробки-заглушки снимаются и холодный воздух начинает поступать через воздухозаборную трубку, которая предотвращает засасывание снежных частиц. При этом холодный воздух начинает циркулировать по каналам или трубкам внутри насыпи, тем самым ее охлаждая. В случае повышения температуры осуществляют принудительную продувку холодным воздухом или закрывают каналы и трубки охлаждающей системы пробками-заглушками.In the winter period or in another period when the air temperature is negative, the plugs are removed and cold air begins to flow through the air intake pipe, which prevents the absorption of snow particles. In this case, cold air begins to circulate through the channels or tubes inside the embankment, thereby cooling it. In the event of a temperature increase, forced purging with cold air is carried out or the channels and tubes of the cooling system are closed with plugs.

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах была смоделирована в строительной лаборатории кафедры ПСК и показала повышенную устойчивость при изменении температурных условий, что говорит о возможности эффективной реализации заявленного технического решения в реальных условиях строительства.The embankment on highly icy permafrost soils was modeled in the construction laboratory of the Department of Construction and Design and showed increased stability with changing temperature conditions, which indicates the possibility of effective implementation of the claimed technical solution in real construction conditions.

Claims (6)

1. Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, включающая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему, установленную в насыпи, отличающаяся тем, что охлаждающая система выполнена в виде полотнища с расположенными внутри него каналами.1. The embankment on highly icy permafrost soils, including the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system installed in the embankment, characterized in that the cooling system is made in the form of a cloth with channels located inside it. 2. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что полотнище с каналами выполнено в виде сетки.2. The mound according to claim 1, characterized in that the panel with channels is made in the form of a grid. 3. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что отверстия каналов, расположенные по краям полотна, соединены с поперечной воздухозаборной трубкой.3. The embankment according to claim 1, characterized in that the channel openings located at the edges of the web are connected to a transverse air intake pipe. 4. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающая система выполнена в виде ряда бухт, состоящих из спирально закрученных полотнищ или сеток с каналами и установленных поперек оси трассы дороги.4. The mound according to claim 1, characterized in that the cooling system is made in the form of a series of bays, consisting of spirally twisted panels or nets with channels and installed across the axis of the road route. 5. Насыпь по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающая система выполнена комбинированной, по крайней мере, из двух слоев, из которых нижний состоит из бухт, а верхний - из полотнищ с каналами.5. The embankment according to claim 1, characterized in that the cooling system is made combined of at least two layers, of which the lower one consists of bays, and the upper one is made of panels with channels. 6. Насыпь по п.4, отличающаяся тем, что внутри бухт установлены центральные трубки. 6. The embankment according to claim 4, characterized in that the central tubes are installed inside the bays.
RU2011143346/03A 2011-10-26 2011-10-26 Embankment on highly iced permafrost soils RU2487213C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011143346/03A RU2487213C1 (en) 2011-10-26 2011-10-26 Embankment on highly iced permafrost soils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011143346/03A RU2487213C1 (en) 2011-10-26 2011-10-26 Embankment on highly iced permafrost soils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011143346A RU2011143346A (en) 2013-05-10
RU2487213C1 true RU2487213C1 (en) 2013-07-10

Family

ID=48788266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011143346/03A RU2487213C1 (en) 2011-10-26 2011-10-26 Embankment on highly iced permafrost soils

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2487213C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777801C1 (en) * 2022-02-16 2022-08-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" The method for constructing a base for the construction of a heat-resistant roadbed on permafrost soils and the heat-insulating base plate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1781372C (en) * 1991-03-29 1992-12-15 Новосибирский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Иститута Транспортного Строительства Method of making water-controlled barrier in embankment
JPH09279581A (en) * 1996-04-10 1997-10-28 Shimizu Corp Reinforcing banking method using geotextile
RU2303664C2 (en) * 2002-09-27 2007-07-27 Хюскер Зюнтетик Гмбх Netting and method for manufacturing of netting
RU70269U1 (en) * 2006-10-10 2008-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Ямал" (ООО ИЦ "Ямал") ROAD FILL ON PERMANENTLY FROZEN SOILS
DE102007056765B3 (en) * 2007-11-23 2009-07-16 Huesker Synthetic Gmbh drainage mat

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1781372C (en) * 1991-03-29 1992-12-15 Новосибирский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Иститута Транспортного Строительства Method of making water-controlled barrier in embankment
JPH09279581A (en) * 1996-04-10 1997-10-28 Shimizu Corp Reinforcing banking method using geotextile
RU2303664C2 (en) * 2002-09-27 2007-07-27 Хюскер Зюнтетик Гмбх Netting and method for manufacturing of netting
RU70269U1 (en) * 2006-10-10 2008-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр "Ямал" (ООО ИЦ "Ямал") ROAD FILL ON PERMANENTLY FROZEN SOILS
DE102007056765B3 (en) * 2007-11-23 2009-07-16 Huesker Synthetic Gmbh drainage mat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777801C1 (en) * 2022-02-16 2022-08-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" The method for constructing a base for the construction of a heat-resistant roadbed on permafrost soils and the heat-insulating base plate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011143346A (en) 2013-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6095718A (en) Subsurface fluid drainage and storage systems
US20130133258A1 (en) Multilayer assembly of fluid permeable geomatrix material for use in vegetated eco-system
JP2002508818A (en) A method for constructing a natural grass / turf playground with a warmable grass / turf cultivation layer used for a football ground and the like, and a natural grass / turf playground made by the method
US9453308B2 (en) Lawn grid and method
CN102884961A (en) Intelligent heat-preservation type sunlight greenhouse and manufacturing method
RU2487213C1 (en) Embankment on highly iced permafrost soils
EP3657094B1 (en) Method for utilising near-surface geothermal heat for heating and / or cooling and / or warming hot drinking water from one or more buildings
CN202627340U (en) Waterproof, heat-preserving and root thorn preventing planted roof structure
JPH09132954A (en) Roof
RU2792466C1 (en) Independent cooling unit
RU2657310C1 (en) Embankment of the railroad on permafrost soils
CN220927362U (en) Vent pipe roadbed structure based on capillary blocking effect
CN205865301U (en) Easily assemble ecological roof device
JP4161011B2 (en) Partitioning material for thin-layer greening equipment and thin-layer greening equipment using the same
CN102425125B (en) Method for constructing steel-structure sand-blocking dam and steel-structure sand-blocking dam
CN113863553B (en) Dense-rib floor structure convenient for rainwater utilization and construction method thereof
WO2003087481A1 (en) Construction method and apparatus for sand control dam
CA3051674C (en) Systems, devices, and/or methods for managing storm water
RU159717U1 (en) DEVICE OF ICE CROSSING THROUGH A WATER OBSTACLE
JP4045324B2 (en) Hot air snow melting equipment
RU2649021C1 (en) Ground dam with a cryogenic curtain in the body and in the base
KR101642741B1 (en) Vegetation noise barriers
JP2022178640A (en) Bridge road surface freeze suppression equipment, and road surface freeze suppression method
CN205755877U (en) A kind of roof planting structure
JP2000038747A (en) Underground water storage facility

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131027