Материал: 2316

2.3. Показатели для оценки классификационных признаков линейного дорожного районирования

Реализация любого типа районирования рассматривается как процесс переработки информации, содержащейся в географической среде [59,111]. Авторы этих работ отмечают обстоятельство, которое принимается в качестве важного и необходимого допущения: на протяжении операционной территориальной единицы измеряемые характеристики находятся в течение некоторого периода времени в одном и том же состоянии. Исходя из этой предпосылки операционная единица на последующих этапах районирования рассматривается как неделимый элемент с конечным набором признаков, полученных по результатам инженерных изысканий.

После анализа факторов ( см. рис. 2.4) необходимо составить систему показателей, характеризующих свойства объектов, явлений или процессов, обусловленных воздействием этих показателей на техническое сооружение. Сила воздействия может оцениваться качественно и количественно реальной физической величиной. РМГ 29-2013 [92] трактует физическую величину (ФВ) как одно из свойств физического объекта, в качественном отношении общее для многих физических объектов, а в количе-

ственном − индивидуальное для каждого из них.

Физические величины можно разделить на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения. Физические величины, для которых по тем или иным причинам не может быть введена ед и- ница измерения, могут быть только оценены с использованием определенной шкалы оценки. В нашей работе для определения показателей использованы как измеряемые, так и оценочные величины в виде шкалы балльных оценок.

Показатели, используемые для районирования по зональным факторам (этап II, см. рис. 2.5), могут быть получены прямым измерением по данным ближайших метеорологических станций, снегомерных постов или по справочной литературе. К ним относятся, в частности, среднегодовая температура воздуха, количество осадков, высота снежного покрова и т.д.

Для характеристики условий увлажненности территории используют различные показатели соотношения тепла и влаги в данной местности. М.В. Бадина [5] для целей районирования регионов Западной Сибири использовала гидротермический коэффициент (ГТК) Г.Т. Селянинова. Значения ГТК, полученные для географических зон, ориентировочно распро-

странены ею на дорожно-климатические зоны: II−ГТК>1,40; III−ГТК=1,00−1,40; IV−ГТК=1,00−0,50.

41

Учитывая более сложный характер изменения ГТК для I ДКЗ (изменение от 0,5 до 3.0 в южной части I ДКЗ по Селянинову), возможен расчет этого показателя на основе данных метеостанций по формуле [12]

где r –сумма осадков в мм за период со среднесуточными температурами

воздуха выше 10 °С; Σ t – сумма температур за это же время , уменьшенная в 10 раз.

Возможно использование других показателей [12,25,40]. Так, показатель увлажнения В.Г. Высоцкого представляет отношение годовой суммы осадков к испаряемости за этот же период Критерием физикогеографического районирования в работе [40] принят показатель сухости. Под индексом сухости i согласно М.И. Будыко понимается соотношение

где годовой радиационный баланс подстилающей поверхности, Дж

/см2год; L−скрытая теплота парообразования, Дж/кг; − осадки, см; Kр − коэффициент размерности.

При индексе сухости <0,45 климат характеризуется как избыточно влажный; от 0,45 до 1,00 − влажный; от 1,00 до 3,00 − недостаточно влаж-

ный; более 3,00 − сухой. Как утверждается в [25,40] для гидрологических исследований (а следовательно, важно и для дорожных целей) установлено следующее приближенное соотношение между коэффициентом стока Y/P и индексом сухости R/LP:

где P – осадки, см; Y – речной сток, см; R/L ≈ Zо – испаряемость, см.

Согласно этому уравнению на основании исследований М.И. Будыко

можно заключить, что для условий тундры , где R/LP ≤ 0,3 , коэффициент многолетнего годового стока должен быть > 0,7; в лесной зоне при

0,3<R/LP ≤ 1 коэффициент стока должен иметь значение от 0,7 до 0,3.

В работе Н.Ф. Вербуха [28] рассмотрены особенности формирования радиационного баланса, расчетной величины среднемесячной приведенной (т.е. учитывающей испарение и радиационный теплообмен) температуры воздуха, термического сопротивления для различных напочвенных покровов (лес, поле, поверхности мха и торфа) для условий Центральной

42

Якутии. Приведенные данные основаны на опытных наблюдениях и носят локальный характер. При уточнении этих показателей в процессе инженерных изысканий их можно учитывать для районирования в составе группы природно-климатических факторов.

Наименование и размерность показателей по зональным факторам приведены в табл. 2.1. Оценка показателей по топографическим факторам (этап III, см. рис. 2.5) выполняется как прямым измерением, так и с использованием расчетных формул, характеризующих ритм рельефа r и

где r − частота чередования повышенных и пониженных точек местности, км; m − количество перегибов; L − длина профиля, км;

где m – общее количество точек на профиле; h1,h2…hm+1 – разность высот

двух смежных перегибов линии профиля, м; − средняя глубина расчленения по профилю, м.

Оценка инженерно-геологических условий, мерзлотно-грунтовой обстановки в основании земляного полотна определяется прежде всего показателями его деформативности. С этой целью анализируется статистический материал и выбираются методы его преобразования.

Основные расчетные показатели физических и физико-механических свойств грунтов оцениваются по инженерно-геологическим элементам (ИГЭ) продольного разреза трассы дороги по данным инженерных изысканий [37,91,116]. Под инженерно-геологическим элементом понимается слой, сложенный генетически однородными грунтами одного и того же номенклатурного вида, характеристики которых изменяются в выделенных границах незакономерно и находятся в пределах классификационных интервалов, установленных СНиП [116,119].

Для характеристики мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условий из-за частой изменчивости инженерно-геологических элементов (ИГЭ) по длине трассы определяют усредненные численные значения параметров на пикетах трассы. Принято следующее допущение : – разрез грунтовой толщи разделен на два массива, каждый из которых характеризуется рядом физических и физико-механических свойств слагающих их грунтов. В качестве верхнего массива принят деятельный (сезоннопро-

мерзающий − сезоннооттаивающий) слой. Второй массив рассматривается от верхнего горизонта многолетнемерзлых грунтов (ВГММГ) до уровня нижней отметки скважин. Каждый из массивов может включать слои различных ИГЭ. За расчетные характеристики по выделенным массивам принимаются средневзвешенные значения показателей, рассчитанные с учетом толщины слоев ИГЭ, определенных на ЛДЭ (пикете). Между скважинами значения толщин слоев по пикетам интерполируются. Аналогичный подход принят нормативными документами [65]. Описание порядка обработки результатов инженерных изысканий для целей линейного дорожного районирования приведено в работах А.А. Дубенкова

[6,49,51,53].

По каждой ОТЕ по результатам инженерно-геологических изысканий представлены следующие количественные характеристики ИГЭ: плотность грунта, г/см3; модуль деформации, МПа; глубина сезонного промерзания, м; уровень грунтовых вод, м; ВГММГ, м; температура на глубине 4

м, °С.

Состояние грунтов в соответствии с [37] оценивалось по трем группам: связный, несвязный, мерзлый. Связные грунты (супеси, суглинки и глины) по консистенции, характеризуемой показателем текучести , разделяют на твердые (IL<0), полутвердые (0≤IL≤0,25), тугопластичные (0,25<IL≤0,55), мягкопластичные (0,5<IL≤0,75), текучепластичные

(0,75<IL≤1,0) и текучие (IL>1,0).

44