RU2657310C1 - Embankment of the railroad on permafrost soils - Google Patents

Embankment of the railroad on permafrost soils Download PDF

Info

Publication number
RU2657310C1
RU2657310C1 RU2017122702A RU2017122702A RU2657310C1 RU 2657310 C1 RU2657310 C1 RU 2657310C1 RU 2017122702 A RU2017122702 A RU 2017122702A RU 2017122702 A RU2017122702 A RU 2017122702A RU 2657310 C1 RU2657310 C1 RU 2657310C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
embankment
tanks
cooling system
base
construction
Prior art date
Application number
RU2017122702A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Трофимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ)
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 образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ)
Priority to RU2017122702A priority Critical patent/RU2657310C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2657310C1 publication Critical patent/RU2657310C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/18Making embankments, e.g. dikes, dams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction, in particular to construction of transport facilities on permafrost soils in both summer and winter seasons, taking into account the use of freezing systems and thermostabilization of foundation soils. Embankment of the railroad on permafrost soils comprises a base, a cooling system located in the embankment body of the railroad and a ballast prism. Cooling system consists of two independent parts – main and auxiliary ones. Main part is voluminous rigid, made of waste tanks installed on a frozen base along the axis of the embankment and connected by pipelines. Auxiliary part is made in the form of a flat elastic-resilient covering, inside which thermoelectric Peltier modules are fixed and laid in the upper layer of the embankment at the ballast prism base.
EFFECT: technical result is increased stability of the embankment, reduced volume of soil dumping, as well as energy costs, ensuring the temperature regime and state of the embankment all year round.
7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности, касается строительства транспортных сооружений на вечномерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года с учетом использования систем замораживания и термостабилизации грунтовых оснований сооружений.The invention relates to the field of construction, in particular, to the construction of transport structures on permafrost soils both in the summer and in the winter season, taking into account the use of freezing and thermal stabilization of soil bases of structures.

Известна насыпь на мерзлых грунтах, включающая последовательно уложенные слои из теплоизоляции и высокольдистого грунта (SU №841418, МПК Е01С 3/06, 1991 г.).A mound on frozen soils is known, including successively laid layers of thermal insulation and high-icy soil (SU No. 841418, IPC E01C 3/06, 1991).

Недостатком известной насыпи является то, что ее конструкция не позволяет поддерживать необходимое температурное состояние грунта. При этом она возводится, в основном, в зимнее время, и кроме того, на процесс строительства влияют погодные условия (снег, дождь), что приводит к снижению качества возводимой насыпи и резкому удлинению сроков строительства, снижая тем самым эффективность использования такой конструкции насыпи.A disadvantage of the known embankment is that its design does not allow to maintain the necessary temperature state of the soil. At the same time, it is built mainly in winter, and in addition, weather conditions (snow, rain) affect the construction process, which leads to a decrease in the quality of the embankment being built and a sharp extension of the construction time, thereby reducing the efficiency of using such an embankment design.

Известно также устройство для стабилизации пластично-мерзлых грунтов с круглогодичным режимом работы, включающее охлаждающие термоэлектрические модули в виде батареи элементов Пельтье, закрепленные на полке конденсатора трубчатой части опоры (RU №2405889, МПК Е02D 3/115, 2010 г.).A device is also known for stabilizing plastic-frozen soils with a year-round mode of operation, including cooling thermoelectric modules in the form of a battery of Peltier elements mounted on the condenser shelf of the tubular part of the support (RU No. 2405889, IPC E02D 3/115, 2010).

Недостатком известного устройства является малая эффективность охлаждения за счет сложности охвата всей поверхности насыпи, и, как следствие, создание условий развития неравномерных осадок насыпи, что приводит к снижению устойчивости насыпи.A disadvantage of the known device is the low cooling efficiency due to the complexity of covering the entire surface of the embankment, and, as a consequence, the creation of conditions for the development of uneven sediment of the embankment, which reduces the stability of the embankment.

Известна также система для температурной стабилизации основания сооружений на вечномерзлых грунтах, состоящая из отсыпанного грунта основания, в которой под слоем теплоизоляции расположен испаритель, выполненный в виде системы труб, уложенной по всей площади основания (RU №2415226, МПК Е02D 3/115, 2011).Also known is a system for temperature stabilization of the base of structures on permafrost soils, consisting of sprinkled soil of the base, in which an evaporator is located under the insulation layer, made in the form of a pipe system laid over the entire area of the base (RU No. 2415226, IPC E02D 3/115, 2011) .

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и регулирования температурно-реологическим состоянием насыпи на большие расстояния и площади, что снижает устойчивость насыпи и приводит к повышенным энергозатратам, что, в целом, снижает эффективность работы устройства.A disadvantage of the known device is the complexity of the design and regulation of the temperature and rheological state of the embankment over long distances and areas, which reduces the stability of the embankment and leads to increased energy consumption, which, in General, reduces the efficiency of the device.

Наиболее близким техническим решением является насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах, включающая основание, охлаждающую систему, размещенную в теле насыпи железной дороги, и балластную призму (RU №2010919, МПК E02D 17/18, 1994).The closest technical solution is an embankment on very icy permafrost soils, including a base, a cooling system located in the body of the embankment of the railway, and a ballast prism (RU No. 2010919, IPC E02D 17/18, 1994).

Недостатком конструкции известной насыпи является то, что она не позволяет целенаправленно регулировать температурно-реологическим состоянием насыпи, что снижает эффективность ее работы.A disadvantage of the design of the known embankment is that it does not allow targeted regulation of the temperature-rheological state of the embankment, which reduces the efficiency of its work.

Технической проблемой данного изобретения является создание такой конструкции насыпи железной дороги на вечномерзлых грунтах, которая позволяет эффективно ее использовать при любых погодных условиях.The technical problem of this invention is the creation of such a structure of the embankment of the railway on permafrost soils, which allows its effective use in all weather conditions.

Техническим результатом является повышение устойчивости насыпи и снижение объема грунтовой отсыпки, а также энергозатрат за счет создания оптимальной конструкции насыпи и надежной работы насыпи железной дороги с возможностью поддержания температурного режима и состояния насыпи круглогодично.The technical result is to increase the stability of the embankment and reduce the volume of soil spills, as well as energy consumption by creating an optimal embankment design and reliable operation of the embankment of the railway with the ability to maintain the temperature regime and condition of the embankment year-round.

Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что насыпь железной дороги на вечномерзлых грунтах включает основание, охлаждающую систему, размещенную в теле насыпи железной дороги, и балластную призму, дополнительно содержит охлаждающую систему, состоящую из двух независимых частей - основной и вспомогательной. Основная часть - объемная жесткая, выполнена из отработанных цистерн, установленных на мерзлом основании вдоль оси насыпи и соединенных трубопроводами, а вспомогательная часть выполнена в виде плоского упруго-эластичного ковра, внутри которого закреплены термоэлектрические модули Пельтье и уложены в верхнем слое насыпи в основании балластной призмы. Отработанные цистерны установлены, по крайней мере, в две нитки. Кроме того, отработанные цистерны заглублены в мерзлое основание на глубину, равную глубине естественного оттаивания грунта. Расстояние между цистернами задают равным не более двух величин ореола промерзания грунта вокруг торца цистерны. В промежутках между цистернами, расположенными вдоль насыпи установлены поперечные цистерны, соединенные трубопроводами между собой и имеющие выпуски в откосах насыпи. Цистерны снабжены радиаторными ребрами. Основная часть охлаждающей системы может быть выполнена из отработанных полуцистерн.The posed problem and the indicated technical result are achieved in that the embankment of the railway on permafrost soils includes a base, a cooling system located in the body of the embankment of the railway, and a ballast prism, additionally contains a cooling system consisting of two independent parts - the main and auxiliary. The main part is volumetric rigid, made of spent tanks installed on a frozen base along the axis of the embankment and connected by pipelines, and the auxiliary part is made in the form of a flat elastic-elastic carpet, inside which Peltier thermoelectric modules are fixed and laid in the upper layer of the embankment at the base of the ballast . Spent tanks are installed in at least two threads. In addition, the spent tanks are buried in the frozen base to a depth equal to the depth of natural thawing of the soil. The distance between the tanks is set equal to no more than two values of the halo of freezing of soil around the end of the tank. In the intervals between the tanks located along the embankment, transverse tanks are installed, connected by pipelines to each other and having outlets in the slopes of the embankment. The tanks are equipped with radiator fins. The main part of the cooling system can be made of waste semi-tanks.

Исполнение охлаждающей системы из двух независимых частей - основной и вспомогательной позволяет сохранять мерзлое состояние насыпи. Например, при выполнении ремонтных работ в случае выхода из строя одной из ее частей, что повышает эффективность использования этой системы. Исполнение основной (нижней) части охлаждающей системы объемной в виде жесткого элемента из отработанных железнодорожных цистерн (из под бензина, нефти и др.) позволяет, во-первых, выгодно их утилизировать, во-вторых, за счет жесткости цистерн существенно экономить на объеме грунтовой отсыпки насыпи, особенно для тех регионов, где ощущается недостаток в кондиционных грунтах, при этом снижаются и общие объемные деформации грунта насыпи, повышая тем самым ее устойчивость и, в-третьих, выполняя функцию аккумулятора холода за счет своего большого объема, существенно увеличивается ореол охлаждения грунта вокруг цистерны, сохраняя его более длительное временя, что повышает эффективность использования охлаждающей системы в целом. При этом эффективность промораживания цистернами может быть повышена за счет установки на них ребер радиаторных.The design of the cooling system from two independent parts - the main and auxiliary allows you to save the frozen state of the embankment. For example, when performing repair work in case of failure of one of its parts, which increases the efficiency of use of this system. The execution of the main (lower) part of the volumetric cooling system in the form of a rigid element from used railroad tanks (from under gasoline, oil, etc.) allows, firstly, it is advantageous to dispose of them, and secondly, due to the rigidity of the tanks, it is possible to significantly save on the volume of ground embankment fillings, especially for those regions where there is a shortage of conditioned soils, while the overall volumetric deformations of the embankment soil are also reduced, thereby increasing its stability and, thirdly, performing the function of a cold accumulator due to its large volume, the halo of cooling the soil around the tank increases significantly, maintaining it for a longer time, which increases the efficiency of using the cooling system as a whole. At the same time, the efficiency of freezing by tanks can be increased by installing radiator fins on them.

Исполнение вспомогательной (верхней) части охлаждающей системы плоской в виде упруго-эластичного ковра, позволяет, во-первых, охватывать целиком отдельный слой насыпи непосредственно под рельсами, в результате чего температурное поле распределяется равномерно по толщине вокруг ковра; во-вторых, за счет упругости ковра, его можно быстро расстилать и, соответственно, быстро перекрывать всю площадь насыпи, укладывать на любую длину в процессе ее возведения. При этом за счет эластичности ковра будет меньше возникать разрывов на неровных участках, поэтому температурное поле будет распределяться более равномерно, при этом за счет ковровой формы упрощается технология установки этой части охлаждающей системы; в-третьих, за счет упругости и эластичности ковра плоская охлаждающая система позволяет воспринимать значительные знакопеременные нагрузки - колебания от проходящего состава, не разрушаясь при этом, что, в целом, повышает эффективность использования этой вспомогательной (верхней) части охлаждающей системы. Включение в работу охлаждающей системы, выполненной в виде упруго-эластичного ковра, способствует повышению эффективности промораживания грунта насыпи, т.к. увеличивается «отдача холода» с единицы площади сечения насыпи. Следует отметить, что работа охлаждающей системы может быть автоматизирована путем установки температурных датчиков и управляющего компьютера, что дополнительно повысит эффективность ее работы.The execution of the auxiliary (upper) part of the cooling system flat in the form of an elastic-elastic carpet allows, firstly, to cover a whole separate layer of the embankment directly under the rails, as a result of which the temperature field is evenly distributed over the thickness around the carpet; secondly, due to the elasticity of the carpet, it can be quickly spread out and, accordingly, quickly cover the entire area of the embankment, laid to any length during its construction. At the same time, due to the elasticity of the carpet, there will be fewer gaps in uneven areas, so the temperature field will be distributed more evenly, while the installation of this part of the cooling system is simplified due to the carpet shape; thirdly, due to the elasticity and elasticity of the carpet, a flat cooling system allows you to perceive significant alternating loads - fluctuations from the passing composition, without collapsing, which, in general, increases the efficiency of use of this auxiliary (upper) part of the cooling system. The inclusion in the work of the cooling system, made in the form of an elastic-elastic carpet, improves the efficiency of freezing the soil of the embankment, as the “cold return" increases from a unit cross-sectional area of the embankment. It should be noted that the operation of the cooling system can be automated by installing temperature sensors and a control computer, which will further increase its efficiency.

Установка поперечных цистерн в промежутках между продольными цистернами позволяет более равномерно распределять температурное поле, особенно в местах поворота насыпи.The installation of transverse tanks in the gaps between the longitudinal tanks makes it possible to more evenly distribute the temperature field, especially in places where the embankment rotates.

Укладка железнодорожных цистерн в две нитки позволяет значительно снизить объем отсыпаемого грунта, уменьшить объемные деформации грунта, увеличить зону промораживания насыпи и, в целом, повысить устойчивость насыпи, особенно при прокладке дороги на особо опасных с точки зрения геокриологических (грунтовых) условий строительства.The laying of railway tanks in two strands can significantly reduce the volume of sprinkled soil, reduce volumetric deformations of the soil, increase the freezing area of the embankment and, in general, increase the stability of the embankment, especially when laying the road under especially dangerous geocryological (ground) construction conditions.

Исполнение основной (нижней) части охлаждающей системы объемной в виде жесткого элемента из отработанных железнодорожных полуцистерн позволяет, во-первых, увеличить контактную площадь с основанием и соответственно повысить эффективность действия охлаждающего эффекта от совместной работы полуцистерн с мерзлым основанием, а во-вторых, за счет увеличенной опорной площади с основанием и, соответственно, повышенного сцепления с грунтом основания повысить устойчивость насыпи, что в целом повышает эффективность их использования.The execution of the main (lower) part of the volumetric cooling system in the form of a rigid element from spent railway semi-tanks allows, firstly, to increase the contact area with the base and, accordingly, increase the efficiency of the cooling effect from the joint operation of semi-tanks with a frozen base, and secondly, due to increased supporting area with the base and, accordingly, increased adhesion to the soil of the base to increase the stability of the embankment, which generally increases the efficiency of their use.

Заглубление цистерн в мерзлое основание на глубину h, равную глубине естественного оттаивания грунта, позволяет повысить зону охвата и влияния на область оттаивания основания, тем самым сохраняя его более надежно в мерзлом состоянии.Deepening the tanks into the frozen base to a depth h equal to the depth of natural thawing of the soil allows to increase the coverage and influence on the thawing area of the base, thereby keeping it more reliable in the frozen state.

Расстояние между цистернами l1, равное не более двух величин ореола промерзания грунта вокруг торца цистерны, назначают и выбирают из условия сохранения устойчивого состояния насыпи. В случае назначения расстояние между цистернами, равного более двух величин ореола, это приведет к появлению зон оттаивания, а при назначении менее двух величин ореола приведет к лишнему расходу хладагента и к увеличению количества цистерн.The distance between the tanks l 1 equal to not more than two values of the halo of freezing of the soil around the end of the tank, appoint and choose from the condition of maintaining a stable state of the embankment. In case of assignment, the distance between the tanks equal to more than two values of the halo, this will lead to the appearance of thawing zones, and when assigning less than two values of the halo will lead to excess refrigerant consumption and to increase the number of tanks.

Насыпь железной дороги на вечномерзлых грунтах поясняется чертежами, где на фиг. 1 - конструктивная схема насыпи с расположением охлаждающей системы с вспомогательной (верхней) частью в виде упруго-эластичного ковра с термоэлектрическими модулями Пельтье и основной (нижней) частью в виде железнодорожных цистерн на мерзлом основании; на фиг. 2 - конструктивная схема насыпи с расположением охлаждающей системы с вспомогательной (верхней) частью в виде упруго-эластичного ковра с термоэлектрическими модулями Пельтье и основной (нижней) частью в виде железнодорожных цистерн в заглубленном состоянии; на фиг. 3 - схема расположения железнодорожных цистерн в плане; на фиг. 4 - схема расположения железнодорожных цистерн в разрезе; на фиг. 5 - конструктивная схема насыпи с расположением охлаждающей системы с вспомогательной (верхней) частью в виде упруго-эластичного ковра с термоэлектрическими модулями Пельтье и основной (нижней) частью в виде железнодорожных полу цистерн на мерзлом основании.The railway embankment on permafrost soils is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a structural diagram of the embankment with the location of the cooling system with an auxiliary (upper) part in the form of an elastic-elastic carpet with Peltier thermoelectric modules and the main (lower) part in the form of railway tanks on a frozen base; in FIG. 2 is a structural diagram of the embankment with the location of the cooling system with an auxiliary (upper) part in the form of an elastic-elastic carpet with Peltier thermoelectric modules and the main (lower) part in the form of railway tanks in a buried state; in FIG. 3 - layout of railway tanks in the plan; in FIG. 4 is a sectional diagram of an arrangement of railway tanks; in FIG. 5 is a structural diagram of the embankment with the location of the cooling system with an auxiliary (upper) part in the form of an elastic-elastic carpet with Peltier thermoelectric modules and the main (lower) part in the form of railroad tank cisterns on a frozen base.

На фиг. 1-5 обозначено: 1 - насыпь; 2 - основание; 3 - отработанные цистерны; 4 - трубопроводы; 5 - вентиляционные выпуски; 6 - ребра радиаторные; 7 - упруго-эластичный ковер с термоэлементами Пельтье; 8 - полуцистерны; 9 - балластная призма.In FIG. 1-5 indicated: 1 - embankment; 2 - base; 3 - spent tanks; 4 - pipelines; 5 - ventilation outlets; 6 - radiator fins; 7 - elastic-elastic carpet with Peltier thermocouples; 8 - semi-tanks; 9 - ballast prism.

Насыпь железной дороги на вечномерзлых грунтах состоит из собственно насыпи 1, отсыпанной на подготовленное основание 2, на котором уложены отработанные цистерны 3, выполняющие функцию основной (нижней) объемной жесткой части охлаждающей системы и соединенные трубопроводами 4. При этом объемная жесткая часть охлаждающей системы может быть выполнена из полу цистерн 8. Отработанные цистерны имеют вентиляционные выпуски 5 и ребра радиаторные 6. В верхней части насыпи 1 - в основании балластной призмы 9 уложен упруго-эластичный ковер, например, из геополотнища или из геосетки, с термоэлементами Пельтье 7, выполняющий функцию вспомогательной (верхней) плоской части охлаждающей системы.The railway embankment on permafrost soils consists of embankment 1 proper, poured onto the prepared base 2, on which used tanks 3 are laid, performing the function of the main (lower) volumetric rigid part of the cooling system and connected by pipelines 4. Moreover, the volumetric rigid part of the cooling system can be made of semi-tanks 8. Spent tanks have ventilation outlets 5 and radiator fins 6. In the upper part of the embankment 1, an elastic-elastic carpet is laid at the base of the ballast 9, for example, of geopolotnischa or geogrid Peltier thermoelement 7 performing the function of the auxiliary (top) of the flat part of the cooling system.

Вспомогательная (верхняя) плоская часть охлаждающей системы служит для повышения устойчивости железнодорожного полотна, а основная (нижняя) объемная часть - для повышения устойчивости насыпи, в целом.The auxiliary (upper) flat part of the cooling system serves to increase the stability of the railway track, and the main (lower) volume part - to increase the stability of the embankment, in general.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

При работе в зимний период на расчищенном участке трассы строящейся дороги устраивают основную (нижнюю) часть охлаждающей системы. Для этого укладывают отработанные цистерны 3 в одну или в две нитки, фиксируя их, например, деревянными уголками, а между ними устанавливают также отработанные цистерны 3 поперек трассы (фиг. 1 и фиг. 3). В случае отсыпки невысокой насыпи устраивают основную (нижнюю) часть охлаждающей системы из полуцистерн 8, фиксация которых не требуется (фиг. 5). Соединяют цистерны между собой трубопроводами 4 и с устройством подачи хладоагента. Затем отсыпают насыпь 1 из высокольдистого грунта на мерзлое основание 2, оставляя вентиляционные выпуски 5 в откосах насыпи из цистерн, установленных поперек трассы дороги. После этого устраивают вспомогательную (верхнюю) часть охлаждающей системы, для чего расстилают упруго-эластичный ковер с термоэлектрическими модулями Пельтье 7, которые подключают к источникам питания. (После чего отсыпают балласт и укладывают рельсовый путь). В зимнее время года открываются вентиляционные выпуски 5 цистерн в откосах насыпи, установленных поперек трассы дороги, и производится естественная или принудительная вентиляции холодным воздухом через все цистерны, тем самым поддерживая насыпь в мерзлом устойчивом состоянии.When working in the winter period, on the cleared section of the road under construction, the main (lower) part of the cooling system is arranged. For this, the spent tanks 3 are laid in one or two threads, fixing them, for example, with wooden corners, and between them the spent tanks 3 are also installed across the track (Fig. 1 and Fig. 3). In the case of filling a low embankment, the main (lower) part of the cooling system of semi-tanks 8 is arranged, the fixation of which is not required (Fig. 5). The tanks are connected to each other by pipelines 4 and with a refrigerant supply device. Then pour embankment 1 from high-icy soil onto a frozen base 2, leaving ventilation outlets 5 in the slopes of the embankment from tanks installed across the road. After that, an auxiliary (upper) part of the cooling system is arranged, for which an elastic-elastic carpet with Peltier thermoelectric modules 7, which are connected to power sources, is spread. (After which they fill in the ballast and lay the rail track). In the winter season, the ventilation outlets of 5 tanks are opened in the slopes of the embankment installed across the road, and natural or forced ventilation with cold air through all the tanks is made, thereby maintaining the embankment in a frozen stable state.

При работе в летний период на расчищенном участке трассы строящейся дороги организуют одну или две траншеи, в зависимости от того, сколько запроектировано ниток цистерн, извлекают грунт на глубину его оттаивания и устраивают основную (нижнюю) часть охлаждающей системы, согласно операциям, выполненных и описанных выше (фиг. 2).When working in the summer, one or two trenches are organized on the cleared section of the road under construction, depending on how many tanks are designed, the soil is removed to the depth of thawing and the main (lower) part of the cooling system is arranged, according to the operations performed and described above (Fig. 2).

В теплое время года закрываются вентиляционные выпуски 5 цистерн в откосах насыпи, установленных поперек трассы дороги, и производится промораживание насыпи путем пропускания хладагента через цистерны.In the warm season, the ventilation outlets of 5 tanks are closed in the slopes of the embankment installed across the road, and the embankment is frozen by passing refrigerant through the tanks.

Прокачивая хладоагент через систему цистерн, производят охлаждение насыпи и основания. При этом эффективность промораживания цистернами 3 повышается за счет установки на них ребер радиаторных 6 (фиг. 3).Pumping the refrigerant through the tank system, the embankment and the base are cooled. At the same time, the efficiency of freezing with tanks 3 is increased due to the installation of radiator fins 6 on them (Fig. 3).

Включив в сеть с термоэлектрические модули Пельтье 7 в верхней части охлаждающей системы, производят промораживание окружающих слоев грунта вокруг упруго-эластичного ковра с возможностью поддержания его в заданном термо-реологическом состоянии. При этом работа вспомогательной (верхней) части охлаждающей системы может быть автоматизирована путем установки температурных датчиков и управляющего компьютера.Having included Peltier 7 thermoelectric modules in the upper part of the cooling system, they freeze the surrounding soil layers around the elastic-elastic carpet with the possibility of maintaining it in a given thermo-rheological state. In this case, the operation of the auxiliary (upper) part of the cooling system can be automated by installing temperature sensors and a control computer.

Особенно эффективно использовать предлагаемое техническое решение на сложных участках строительства в Арктических зонах, характеризуемых широким распространением структурно неустойчивых высокольдистых грунтов и отсутствием в достаточном количестве кондиционных грунтовых материалов, используемых для возведения дорожных насыпей.It is especially effective to use the proposed technical solution in complex construction sites in the Arctic zones, characterized by a wide distribution of structurally unstable high-ice soils and the lack of a sufficient amount of conditioned soil materials used for the construction of road embankments.

Насыпь железной дороги на вечномерзлых грунтах была выполнена в виде модели в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ и показала возможность ее реализации в реальных условиях строительства.The embankment of the railway on permafrost soils was made in the form of a model in the construction laboratory of the Department of PSK TvSTU and showed the possibility of its implementation in real construction conditions.

Claims (7)

1. Насыпь железной дороги на вечномерзлых грунтах, включающая основание, охлаждающую систему, размещенную в теле насыпи железной дороги, и балластную призму, отличающаяся тем, что охлаждающая система состоит из двух независимых частей - основной и вспомогательной, основная часть - объемная жесткая, выполнена из отработанных цистерн, установленных на мерзлом основании вдоль оси насыпи и соединенных трубопроводами, а вспомогательная часть выполнена в виде плоского упруго-эластичного ковра, внутри которого закреплены термоэлектрические модули Пельтье и уложены в верхнем слое насыпи в основании балластной призмы.1. The embankment of the railway on permafrost soils, including a base, a cooling system located in the body of the embankment of the railway, and a ballast prism, characterized in that the cooling system consists of two independent parts - the main and auxiliary, the main part - volumetric rigid, made of spent tanks installed on a frozen base along the axis of the embankment and connected by pipelines, and the auxiliary part is made in the form of a flat elastic-elastic carpet, inside of which thermoelectric blew Peltier and laid in the upper layer of the embankment at the base of the ballast. 2. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что отработанные цистерны установлены, по крайней мере, в две нитки.2. The embankment according to claim 1, characterized in that the spent tanks are installed in at least two threads. 3. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что отработанные цистерны заглублены в мерзлое основание на глубину, равную глубине естественного оттаивания грунта.3. The embankment according to claim 1, characterized in that the spent tanks are buried in the frozen base to a depth equal to the depth of natural thawing of the soil. 4. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между цистернами задают равным не более двух величин ореола промерзания грунта вокруг торца цистерны.4. The embankment according to claim 1, characterized in that the distance between the tanks is set equal to not more than two values of the halo of freezing of soil around the end of the tank. 5. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что в промежутках между цистернами, расположенными вдоль насыпи установлены поперечные цистерны, соединенные трубопроводами между собой и имеющие выпуски в откосах насыпи.5. The embankment according to claim 1, characterized in that in the spaces between the tanks located along the embankment transverse tanks are installed, connected by pipelines to each other and having outlets in the slopes of the embankment. 6. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что цистерны снабжены радиаторными ребрами.6. The embankment according to claim 1, characterized in that the tanks are equipped with radiator fins. 7. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что основная часть охлаждающей системы выполнена из отработанных полуцистерн.7. The embankment according to claim 1, characterized in that the main part of the cooling system is made of waste semi-tanks.
RU2017122702A 2017-06-27 2017-06-27 Embankment of the railroad on permafrost soils RU2657310C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122702A RU2657310C1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Embankment of the railroad on permafrost soils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122702A RU2657310C1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Embankment of the railroad on permafrost soils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657310C1 true RU2657310C1 (en) 2018-06-13

Family

ID=62619939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017122702A RU2657310C1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Embankment of the railroad on permafrost soils

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657310C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768247C1 (en) * 2021-09-14 2022-03-23 Общество с ограниченной ответственностью «МобиДик» Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases
RU2792466C1 (en) * 2022-11-08 2023-03-22 Нагапет Амирханович Устян Independent cooling unit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010919C1 (en) * 1991-07-26 1994-04-15 Кондратьев Валентин Георгиевич Embankment on severe icy permafrost grounds
RU70267U1 (en) * 2007-08-06 2008-01-20 Открытое акционерное общество "Проектно-изыскательский институт транспортного строительства" (ОАО "Проекттрансстрой") SLOPE PART OF EARTH STRUCTURE ON ETERNAL FROZEN
RU83779U1 (en) * 2009-02-11 2009-06-20 Александр Иванович Абросимов COOLED FACILITY BASE
RU2415226C1 (en) * 2010-05-31 2011-03-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils
RU2443828C1 (en) * 2010-06-09 2012-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Earthwork on permafrost soils and method of its erection with base reinforcement in areas of permafrost propagation
RU131009U1 (en) * 2013-01-29 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Тюменский проектный и научно-исследовательский институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И. Муравленко" ROAD ON THE FROZEN SOIL (OPTIONS)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010919C1 (en) * 1991-07-26 1994-04-15 Кондратьев Валентин Георгиевич Embankment on severe icy permafrost grounds
RU70267U1 (en) * 2007-08-06 2008-01-20 Открытое акционерное общество "Проектно-изыскательский институт транспортного строительства" (ОАО "Проекттрансстрой") SLOPE PART OF EARTH STRUCTURE ON ETERNAL FROZEN
RU83779U1 (en) * 2009-02-11 2009-06-20 Александр Иванович Абросимов COOLED FACILITY BASE
RU2415226C1 (en) * 2010-05-31 2011-03-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils
RU2443828C1 (en) * 2010-06-09 2012-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Earthwork on permafrost soils and method of its erection with base reinforcement in areas of permafrost propagation
RU131009U1 (en) * 2013-01-29 2013-08-10 Открытое акционерное общество "Тюменский проектный и научно-исследовательский институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И. Муравленко" ROAD ON THE FROZEN SOIL (OPTIONS)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768247C1 (en) * 2021-09-14 2022-03-23 Общество с ограниченной ответственностью «МобиДик» Three-circuit system of all-season thermal stabilization of permafrost soils of bases
RU2798536C1 (en) * 2021-10-13 2023-06-23 Северно-Западный институт экологии и природных ресурсов Академии наук Китая External air cooling system for an embankment slope in a snow-covered permafrost zone and a method for constructing an external air cooling system
RU2792466C1 (en) * 2022-11-08 2023-03-22 Нагапет Амирханович Устян Independent cooling unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2379405C1 (en) Embankment on frozen soil
US4693300A (en) Method and apparatus for sprinklerless snow control
CN104153269B (en) Ever-frozen ground guard method under a kind of wide cut road structure leading resistance combination
KR20010020553A (en) A method for stratified construction and heating a grasspitch, particularly a football ground, and a grass playing field built up in accordance with the method
CN108316081A (en) A kind of temperature and humidity control system for frozen ground regions road structure
Varlamov Thermal monitoring of railway subgrade in a region of ice-rich permafrost, Yakutia, Russia
CN106702850A (en) Anti-freezing road capable of preventing road surface from being frozen and construction method of anti-freezing road
CN115305763B (en) Road subgrade structure in high-altitude area and construction method thereof
RU2657310C1 (en) Embankment of the railroad on permafrost soils
RU131009U1 (en) ROAD ON THE FROZEN SOIL (OPTIONS)
RU83511U1 (en) EARTH CANVAS OF THE ROAD IN THE FROZEN SOIL ZONE
RU70269U1 (en) ROAD FILL ON PERMANENTLY FROZEN SOILS
CN208219327U (en) A kind of temperature and humidity control system for frozen ground regions road structure
RU60546U1 (en) FILL THE ROAD ON THE PERMANENTLY FROZEN SOIL
CN108330748B (en) Anti-frost-heaving high-speed railway energy foundation bed structure in deep seasonal frozen soil area
US3818712A (en) Frozen embankments
RU2647517C1 (en) Method for erecting embankment from substandard soils on permafrost
CN205557219U (en) Full wall ventilation formula frozen soil ventilation embankment structure
CN112342858A (en) Permafrost region precast hollow slab base pavement structure
RU2627342C1 (en) Basis structure for building culverts of site-access motor roads and roads with low movement intensity, laid in marshland
RU2777801C1 (en) The method for constructing a base for the construction of a heat-resistant roadbed on permafrost soils and the heat-insulating base plate
RU161956U1 (en) ARCH WATER PIPE UNDER THE ROAD FILL IN THE PERMANENT FROZEN AREA
RU58562U1 (en) FILLING A SMALL ALTITUDE ROAD ON FROZEN SOIL
RU2256032C1 (en) Road embankment built on permafrost ground
Miyamoto et al. Snow-melting and de-icing system on road using natural thermal energy sources