Геология и геофизика Юга России (Dec 2024)
Энергия деформирования в слоистой среде при ударном нагружении (на примере автомобильных дорог)
Abstract
Актуальность работы. Слоистые среды – одни из наиболее часто встречающихся объектов в инженерно-строительной деятельности человека. С одной стороны они представляют собой грунтово-геологические массивы, а с другой, например, взаимодействующие с ними дорожные одежды автомобильных дорог. Исследование напряженно-деформированного состояния дорожных одежд автомобильных дорог служит основой для решения многих инженерных задач, и в последние годы осуществляется, как правило, с применением геофизических методов. Выработка эффективных критериев анализа состояния дорожных одежд на основе геофизических подходов, опирающихся на анализ диссипации энергии динамического деформирования, может в значительной степени послужить повышению их долговечности и надежности в течение жизненного цикла. Цель работы. Исследование процессов диссипации энергии деформирования в слоистых средах на примере дорожных одежд автомобильных дорог и установление качественных взаимосвязей между жесткостью отдельных слоев и диссипацией энергии деформирования в них. Методы. В рамках исследования выполнялись экспериментальные исследования диссипации энергии деформирования на поверхности дорожной одежды, и отдельных ее слоев по мере строительства. В качестве опытного участка был выбран строящийся участок автомобильной дороги I категории на Юге России. Для экспериментального анализа использовалась установка динамического нагружения с падающим грузом FWD PRIMAX 1500, позволяющая осуществлять регистрацию динамических петель гистерезиса как на поверхности отдельных слоев дорожной одежды, так и на поверхности автомобильной дороги. Результаты. Впервые рассчитаны количественные значения уровней диссипации энергии деформирования для дорожной одежды автомобильной дороги, и установлена их связь с жесткостными характеристиками конструктивных слоев. Установлено, что верхние тонкие слои покрытий дорожных одежд, обладающие большей вязкостью в сравнении с остальными слоями, служат «демпфером», поглощающим и рассеивающим энергию деформирования, позволяющим предохранять нижние слои от накопления деформаций и микроразрушений.
