ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации насыпей восточного участка БАМа, в том числе после модернизации или ремонта, необходимо исключить или минимизировать криогенные деформации сооружений. Этому способствует повышение эффективности принимаемых противодеформационных решений за счет объективной оценки существующих криогенных проблем, а также систематизации и прогнозирования сценариев дальнейшего развития деформаций насыпей рассматриваемого полигона.

С опорой на исторические аспекты создания и эксплуатации БАМа обобщены и сформулированы текущие криогенные проблемы полигона. Сформулированы и систематизированы восемь возможных сценариев развития криогенных деформаций эксплуатируемых насыпей на восточном участке БАМа. Для вероятностного прогноза сценариев развития криогенных деформаций и обоснования первоочередных направлений разработки эффективных решений по стабилизации системы «насыпь - основание» выполнено обследование насыпей на рассматриваемом полигоне.

По результатам обследования насыпей на пяти перегонах выявлены особенности их текущего состояния и деформирования. Эксплуатируемые насыпи на восточном участке БАМа не только имеют последствия уже свершившейся деградации многолетнемерзлых грунтов в основании, но и обладают потенциалом к деформациям при дальнейшей эксплуатации, в том числе после модернизации и ремонта. Причем эти деформации могут происходить с определенной спецификой и по различным сценариям.

Прогноз сценариев развития криогенных деформаций показал, что наиболее вероятным сценарием развития деформаций на участках насыпей рассматриваемого полигона являются осадки сооружений из-за деградации многолетнемерзлых грунтов в основании в период оттаивания. Вероятность других сценариев относительно невысока (до 15 %), но она существует и не может не учитываться при дальнейшей модернизации или ремонтах пути. Значительная часть прогнозируемых сценариев (до 30 %) сочетают сразу несколько криогенных проблем. На этом фоне повышается актуальность дальнейших исследований и расчетно-теоретического обоснования комплексных решений по термостабилизации.

Вопросы, связанные с эксплуатацией искусственных сооружений (ИССО) в северной строительно-климатической зоне, которая охватывает 40 % территории Российской Федерации и 80 % территории Дальнего Востока России, являются важными во всех аспектах. При этом речь идет не только о существующих искусственных сооружениях транспортной инфраструктуры, но и о строящихся, а также об объектах, строительство которых планируется. К примеру, на территории, находящейся в ведении Дальневосточной железной дороги, на 1 км пути приходится один объект, относящийся к малым ИССО; данные объекты расположены в криолитозоне, что накладывает дополнительные требования по контролю за техническим состоянием и проведению дополнительных мероприятий, направленных на предотвращение перехода конструкций объекта в аварийное состояние. Существующие на сегодняшний день способы мониторинга технического состояния позволяют контролировать и с высокой степенью достоверности прогнозировать возможные условия, причины и последствия возникновения инцидентов, тем не менее, с учетом роста возможности цифрового моделирования, визуализации и прогнозирования, целесообразно использовать все имеющиеся возможности для формирования информационных моделей объектов ИССО для наиболее эффективного сохранения их работоспособного состояния.

В статье рассматривается пример численного моделирования основания и фундамента ИССО, приведено решение численной задачи по распределению тепловых полей, выполнено решение численной задачи с прогнозом изменения во временной перспективе. Целью настоящего исследования являлась оценка возможных негативных событий на различных этапах жизненного цикла ИССО и построение цифровой модели для прогноза безопасной эксплуатации.

В результате получена цифровая модель фундаментов, которая может быть использована для решения различных задач, приведено обоснование целесообразности построения информационных моделей сооружений транспортной инфраструктуры.