ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА |
|
|
с требуемой доверительной вероятностью могла бы охарактеризовать любой её участок, |
||
учитывая при этом всё её разнообразие. |
|
|
В основу моделирования положено предположение, что наиболее распространённой |
||
схемой размещений населённых пунктов на местности является случайная схема, при которой |
||
расстояния между населенными пунктами случайны, а их дисперсия и коэффициент вариации |
||
значительны [2]. |
|
|
Моделированию был подвержен участок местности 100х100км площадью 10 тыс. км2 (рисунок 1). |
||
а) |
Плотность дорог |
|
|
ПД = 0,06 км/км2 |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
б) |
ПД = 0,25 км/км2 |
|
|
|
|
1 |
|
105 |
2 |
|
|
в) |
ПД = 0,4 км/км2 |
|
1 |
|
|
3 |
|
|
Рис.1. Статистические модели дорожной сети (при q = 0,01 ед/км2) и динамика изменения их конфигурации |
||
при изменении плотности дорог: а – плотность дорог Пд = 0,06; б – Пд = 0,25; в – Пд = 0,4 км/км2; |
||
1 – грузообразующие точки; 2 – сквозные фронтальные маршруты; 3 – пересечения дорог |
||
Техника и технологии строительства, № 4 (8), 2016 |
http://ttc.sibadi.org/ |
|
ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
В качестве переменных были приняты плотность населенных пунктов q (ед/км2) и плотность дорожной сети ПД (км/км2). Эталонами размещения населенных пунктов принимались участки
местности в пределах Ставропольского края с плотностью населенных пунктов q ≈0,01 ед/км2, Ростовской области – с q ≈0,02 ед/км2, Воронежской области – с q ≈0,03 ед/км2 и Тамбовской области – с q ≈0,04 ед/км2.
Координаты соответствующего плотности количества населенных пунктов (абсцисса и ордината) устанавливались генерацией случайных чисел. В последующем населенные пункты также случайно соединялись между собой прямыми линиями, суммарная протяженность которых соответствовала задаваемой плотности. При фиксированной плотности населенных пунктов плотность дорог наращивалась в диапазоне 0,06…0,45 км/км2.
В полученных моделях для последующего анализа фиксировались следующие наиболее характерные показатели: общая протяженность автомобильных дорог, количество подъездов к одному населенному пункту и их средняя протяженность, количество сквозных,
непересекающихся маршрутов, проходящих в рокадном (с севера на юг) и |
фронтальном |
(с запада на восток) направлениях, а также их статистические характеристики [3]. |
|
Анализом полученных в результате моделирования данных (таблица 1) установлено, что на местности с густотой населенных пунктов q = 0,01 ед/км2 при диапазоне плотностей дорог
ПД = 0,06…0,45 км/км2 количество сквозных маршрутов в полосе шириной B может быть
рассчитано по следующей формуле: |
|
|
nM = 0,158 В ПД |
0,53 ≈ 0,16 В ПД . |
(3) |
В дальнейшем были рассмотрены модели дорожных сетей с плотностью населенных пунктов 0,02; 0,03; 0,04 и плотностями дорог в пределах 0,06…0,45 км/км2. Для этих моделей также получены зависимости для расчета количества сквозных маршрутов.
|
Таблица 1 – Показатели оценки местности с плотностью населенных пунктов q = 0,01 ед/км2 и |
||||||||
различной плотностью дорожной сети |
|
|
|
106 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность |
Количество |
Общая |
|
Средняя |
СКО |
Количество |
|
|
|
Общее |
средней |
подъездных |
|
|
||||
№ |
сквозных |
протяжен- |
протяжен- |
|
|||||
дорожной |
количество |
протяжен- |
дорог к |
|
|||||
п/п |
сети |
маршрутов |
ность |
подъездных |
ность |
ности |
одному |
|
|
на участке |
дорожной |
подъездной |
|
||||||
|
(км/км2) |
100 км (шт.) |
сети (км) |
дорог (шт.) |
дороги (км) |
подъездной |
населенному |
|
|
|
|
|
дороги (км) |
пункту (шт.) |
|
||||
1 |
0,06 |
5 |
636 |
50 |
12,7 |
6,96 |
0,5 |
|
|
2 |
0,08 |
8 |
828 |
68 |
12,3 |
6,51 |
0,68 |
|
|
3 |
0,1 |
9 |
1036 |
84 |
12,3 |
6,8 |
0,84 |
|
|
4 |
0,13 |
11 |
1285 |
107 |
12,01 |
6,71 |
1,07 |
|
|
5 |
0,14 |
12 |
1411 |
120 |
11,92 |
6,78 |
1,2 |
|
|
6 |
0,16 |
13 |
1622 |
136 |
12,21 |
6,78 |
1,36 |
|
|
7 |
0,2 |
13 |
2000 |
156 |
12,6 |
7,38 |
1,56 |
|
|
8 |
0,25 |
13 |
2498 |
214 |
12,0 |
6,7 |
2,14 |
|
|
9 |
0,3 |
16 |
2979 |
235 |
12,7 |
7,31 |
2,35 |
|
|
10 |
0,35 |
18 |
3545 |
262 |
13,53 |
7,94 |
2,62 |
|
|
11 |
0,4 |
19 |
4014 |
293 |
13,7 |
7,95 |
2,93 |
|
|
12 |
0,45 |
20 |
4532 |
320 |
14,3 |
8,0 |
3,2 |
|
|
Так, для местности с плотностью населенных пунктов q = 0,02 ед/км2 |
формула будет иметь |
|
следующий вид: |
|
|
nM = 0,2 В ПД |
0,67 ; |
(4) |
для местности с q = 0,03 ед/км2: |
|
|
|
|
|
Техника и технологии строительства, № 4 (8), 2016 |
http://ttc.sibadi.org/ |
|
ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
nM = 0,22 В ПД |
0,75 ; |
(5) |
для местности с q = 0,04 ед/км2: |
0,88 . |
|
nM = 0,26 В ПД |
(6) |
Впредложенных моделях характеристики населенных пунктов никак не учитываются. Поэтому встал вопрос о том, правомерно ли использовать результаты моделирования дорожной сети в моделях, в которых не учитывается типизации населенных пунктов.
Всвязи с этим была предпринята попытка учесть в моделях дорожной сети характеристики населенных пунктов. Наиболее полно населенные пункты могут быть охарактеризованы таким показателем как, как количество проживающего в них населения. Поэтому возникла необходимость в оценке адекватности полученных моделей дорожной сети с учетом типизации населённых пунктов в зависимости от количества населения в них.
Результаты проведённых исследований подтвердили правильность сделанных допущений о том, что в моделях дорожной сети типизацию населенных пунктов можно не учитывать, а необходимо учитывать их плотность q. Исключение, на наш взгляд, составляют городские
населенные пункты с населением более 250 тыс. человек. Такие поселения следует рассматривать индивидуально, а дорожную сеть в их пределах не моделировать, а рассматривать реально.
Адекватность полученных моделей проверена путем сравнительной оценки с реальной дорожной сетью по ряду основных показателей. Для анализа были выбраны участки местности площадью 2000…3200 км2 в пределах европейской части Российской Федерации с плотностями поселений q ≈ 0,01; 0,02 и 0,04 ед/км2 и плотностями дорожной сети 0,08; 0,13; 0,18 и 0,2 км/км2. При этом средневзвешенная сходимость основных характеристик, полученных при моделировании и собранных на реальной местности, составила 81,5%.
Большой практический интерес может представлять динамика изменения топологии дорожной сети при изменении ее связности и плотностей. Проведенные исследования позволили выявить ряд связанных с этим особенностей. Так, установлено, что при q= 0,01 ед/км2 (а
это средний показатель плотности населенных пунктов по стране) связная сеть начинает 107 образовываться при плотностях дорожной сети в пределах 0,04…0,06 км/км2. «Геометрические фигуры», образованные автомобильными дорогами представляют собой, преимущественно,
трапеции (рисунок 1а). При плотностях ПД = 0,35…0,4 км/км2 начинает формироваться сеть с
треугольными ячейками (рисунок 1в). Такая сеть, при которой связаны все соседние точки, оптимальна по возможности осуществления грузоперевозок и затратам на ее содержание.
При плотности дорог более 0,35…0,4 км/км2 формируется такая дорожная сеть, при которой все соседние населенные пункты уже связаны между собой и дальнейшее ее увеличение приводит к появлению пересечений. При этом все ячейки, образованные дорогами, также представляют собой треугольники. Эти выводы могут применяться при визуальной оценке дорожной сети с использованием топографических или электронных карт.
Установлено также, что при плотностях дорог более 0,13…0,15 км/км2 наблюдается увеличение средней протяженности подъездной автомобильной дороги. Это происходит, очевидно, из-за постепенного приближения к полной связности населенных пунктов, когда все соседние грузообразующие точки соединены между собой самостоятельными дорогами. При последующем увеличении плотности дорог соединяются уже не соседние населенные пункты, а более удаленные, расстояние между которыми может достигать 40 км и более.
Указанный порог плотностей дорожной сети может рассматриваться как предельная плотность дорожной сети (рациональная дорожная сеть) для конкретного региона. В случае превышения данного порога значительно возрастают затраты на эксплуатацию (содержание) автомобильных дорог [3].
Впредложенных выше моделях характеристики населенных пунктов никак не учитываются. Поэтому возник вопрос о правомерности использования моделей дорожной сети, в которых не учитываются характеристики населенных пунктов. Анализ статистических данных о типизации городских и сельских поселений по регионам Российской Федерации позволил осуществить их группировку по наиболее характерным группам в зависимости от численности постоянного населения.
Вдальнейшем было проведёно исследование дорожной сети с использованием моделей,
учитывающих типизацию населённых пунктов, которое подтвердило правильность сделанных |
|
Техника и технологии строительства, № 4 (8), 2016 |
http://ttc.sibadi.org/ |
ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
допущений о том, что в подобных моделях типизацию населенных пунктов можно не учитывать, а необходимо учитывать, главным образом, их плотность. Исключение, на наш взгляд, составляют городские населенные пункты с населением более 250 тыс. человек. Дорожную сеть вблизи таких поселений следует рассматривать индивидуально [4].
Выводы по применению статистических моделей
Необходимо отметить, что оценку соответствия дорожной сети потребностям особых периодов можно осуществлять и путём анализа реальной дорожной сети в районе предстоящих боевых действий, однако для выработки общих решений и рекомендаций целесообразно использовать именно модели местности, которые характеризуют реальную дорожную сеть, учитывая при этом все её особенности. Таким образом, статистическое моделирование дорожной сети и полученные в результате моделирования данные позволяют осуществлять оценку дорожной сети в интересах массового перемещения транспортных потоков при подготовке и ведении военных действий.
Библиографический список
1.Теоретические основы работы НИВ (НИС) и командира инженерной части при подготовке и содержании путей движения войск: учебное пособие / И.С. Поляков и др. – М.: Военно-инженерный университет, 2003. – 312 с.
2.Бочаров, М.К. Методы математической статистики в географии / М.К. Бочаров– М.: Мысль, 1971. –371 с.
3.Поляков, И.С. Прогнозирование условий передвижения воинских формирований по местности: монография / И.С. Поляков, С.Г. Рихель, И.В. Поляков – Балашиха: ВТУ, 2012. – 281 с.
4.Поляков, И.С. Оценка возможностей дорожной сети региона (полосы боевых действий): монография
/И.С. Поляков, И.В. Поляков // Военная топокинетика. – М.: ОА ВС РФ, 2009. – часть I – 250 с.
USE OF STATISTICAL MODELS FOR COMPREHENSIVE EVALUATION
OF REGIONAL ROAD NETWORK
I.V. Polyakov
Abstract. The article outlines a new approach to assessing road network of the region, which is based on the
use of specially designed statistical models. Statistical modeling allows to bring the road network of the territory to 108 settlement, which would have the required confidence probability would characterize any portion thereof, taking
into account all its diversity. This approach can be used for engineering evaluation of terrain to the benefit for the preparation and conduct of military operations.
Keywords: the road network, preparation and maintenance of the road of movement of troops, statistical modeling.
Поляков Игорь Валерьевич (Россия, Москва) – полковник, кандидат технических наук, Военный институт (инженерных войск) Военного учебно-научного центра Сухопутных войск «Общевойсковая академия ВС РФ», РФ, г. Москва (109380, г. Москва, ул. Головачева, д. 2; e-mail: polyakov_i.v@mail.ru).
Polyakov Igor Valeryevich (Russian Federation, Moscow) – colonel, candidate of technical sciences Military Institute (Engineer Troops) of the Land Force’s MESC «Combined Arms Academy of the RF Armed Forces» (109380, Moscow, Golovachev St., 2; e-mail: polyakov_i.v@mail.ru).
УДК 620.193:624.012.35
ФГБОУ ВО «СибАДИ», Россия, г. Омск
Аннотация. В данной статье рассмотрены основные причины возникновения коррозии арматуры в железобетонных изделиях, виды химической и электрохимической коррозии. Изложены способы первичной и вторичной защиты железобетонных конструкций, вызванной различными эксплуатационными факторами. Именно коррозия арматуры является основной причиной происходящего во времени ухудшения качества железобетонных конструкций и изделий. На сегодняшний момент проблема коррозионной
стойкости арматуры в железобетонных конструкциях является глобальной и несет за http://ttc.sibadi.org/
ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
собой значительный ущерб долговечности конструкций и сооружений, а так же приводит к увеличение расходов при строительстве. Над ее решением уже не первый десяток лет трудятся ученые.
Ключевые слова. Железобетонные конструкции, коррозия, арматура, защита, бетон.
Введение
С момента внедрения железобетона как одного из основных строительных материалов прошло много времени, но вопрос о том, как сделать его более долговечным, улучшить качества конструкций, волнует строителей на протяжении всего периода использования данного материала. Проблема актуальна как в техническом, так и в экономическом плане. Экономически целесообразно увеличить первоначальную стоимость на изготовление конструкции и ее защиту, при условии, что в будущем, это позволитсократить число ремонтов и уменьшить затраты на них в процессе эксплуатации. Самые опасные повреждения в железобетонных конструкциях, согласно изучению стойкости конструкций в различных эксплуатационных условиях, были выявлены при процессе коррозии арматуры. Арматура является внутренним элементом и как следствие, устранить коррозию очень сложно. В настоящее время, не существует достаточно эффективных методов по борьбе с единожды начавшейся коррозией. Процесс развития коррозии железобетонных конструкций может протекать по двум схемам. Первая, заключается в том, что у бетона недостаточная стойкость, т.е. бетон разрушается в защитном слое. По второй схеме, бетон не обладает необходимыми защитными свойствами, в результате чего, развитие коррозии начинается с арматуры. Ржавчина на ней становится все больше, но при этом бетон не разрушается под действием агрессивной среды, в результате чего, происходит разрушение бетона под ее давлением. Данное разрушение носит чисто механический характер [1].
Виды коррозии арматуры и методы борьбы с ней
Арматура является одним из основных элементов железобетона. Она устанавливается для усиления бетона в сжатой зоне конструкций и восприятия растягивающих усилий. Состояние арматуры зависит от ситуации на поверхности бетона. Дефекты на бетонной поверхности
встречаются довольно часто и проявляются в виде трещин, причинами которых являются [2]: |
|
||||||||
- высокая температура окружающей среды; |
|
|
|
|
|
109 |
|||
- несоблюдение толщины слоя, рекомендованной стандартами строительства; |
|
||||||||
|
|||||||||
- нарушения в работе с пластификаторами; |
|
|
|
|
|
|
|||
- ошибки в способе усиления несущей способности металлом; |
|
|
|
|
|||||
- ошибки в проектной документации; |
|
|
|
|
|
|
|
||
- аварии, стихии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чаще всего трещины образуются из-за того, что бетон после укладки высыхает. При проведении |
|
||||||||
строительных работ на открытом воздухе, бетон начинает терять влагу и сжиматься. Но даже если |
|
||||||||
образовались повреждения, то это не всегда свидетельствует о разрушении строения. Чтобы |
|
||||||||
выявить насколько серьезна проблема необходимо выяснить, когда возникло данное нарушение |
|
||||||||
конструкции, ширину трещины, в каких погодных условиях эксплуатируется данный объект и |
|
||||||||
проверить его на соответствие всем нормам. В каждом отдельном случае, необходимо привлечение |
|
||||||||
специалиста, для того, чтобы выяснить причины дефекта и устранить его [3]. |
|
|
|
||||||
Оценить техническое состояние железобетонных конструкций можно визуально, по |
|
||||||||
следующим факторам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- присутствие трещин, разрушений и отколов; |
|
|
|
|
|
|
|||
- состояния анкеровки продольной и поперечной арматуры; |
|
|
|
|
|
||||
- геометрических размеров сечений конструкций, и самих конструкций; |
|
||||||||
- |
наличия разрыва арматуры; |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
коррозия арматуры; |
|
|
|
|
|
|
|
|
- нарушения сцепления арматуры с бетоном; |
|
|
|
|
|
|
|||
- |
состояния защитных покрытий; |
|
|
|
|
|
|
|
|
- степени коррозии бетона и арматуры. |
|
|
|
|
|
|
|||
Щелочная среда цементного бетона (pH = 12,5-12,6) пассивирует (защищает от окисления) |
|
||||||||
стальную арматуру. Но в течение эксплуатации, из-за водного и воздушного воздействия, |
|
||||||||
благодаря таким элементам, как двуокись углерода |
и |
серы |
|
, щелочность бетона |
|
||||
снижается и становится в пределах |
рН = |
|
|
окисляться [4]. Воздействие |
|
||||
|
9,5, арматура начинает2 |
2 |
|
|
|
||||
окружающей среды происходит следующим образом: образование и воздействие |
|
||||||||
углекислоты: 2+ 2 = 2 3, которая, реагируя с окисью кальция, содержащейся в бетоне, |
|
||||||||
Техника и технологии строительства, № 4 (8), 2016 |
|
http://ttc.sibadi.org/ |
|
|
|||||