Підвищення несучої здатності земляного полотна залізничної колії (огляд)
Loading...
Date
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Львівський національний аграрний університет, Львів
Abstract
UKR: Розглянуто важливе для транспортного будівництва питання – несучу здатність земляного полотна. Описано
проблеми, які виникають у процесі експлуатації земляного полотна, а саме – підвищення швидкостей руху та
збільшення навантаження на вісь, що призводить до розвитку залишкових деформацій та накопичення дефектів,
зменшення несучої здатності земляного полотна, збільшення кількості ділянок із обмеженнями швидкості.
Проаналізовано стан земляного полотна залізницями України.
Розглянуто вплив динамічної роботи транспортних одиниць на ґрунти земляного полотна та їх фізико-
механічні характеристики.
Проведено критичний аналіз методів підвищення несучої здатності земляного полотна, серед яких:
застосування геосинтетичних армуючих матеріалів, ін’єктування у баластний шар розчинів, струминна
цементизація, встановлення у тіло земляного полотна об’ємних елементів, влаштування дренажних конструкцій.
Щодо кожного з цих методів наведено приклад застосування, переваги та недоліки. Встановлено, що у застосуванні
різних методів підсилення залишилось невирішеним питання ефективного відведення води з тіла земляного
полотна. Також доведено, що перезволоження земляного полотна призводить до зменшення його міцнісних
характеристик. Тому слід очікувати зниження несучої здатності і втрати стійкості за дії тимчасових навантажень
від транспортних засобів.
Установлено, що більш прогресивними методами відведення води від земляного полотна є застосування
трубчастих дренажів, оскільки на ділянках, де влаштовані дренажі, менше розладнань геометрії колії, а несуча
здатність земляного полотна вища за аналогічні ділянки без влаштування дренажів.
Запропоновано спосіб підвищення несучої здатності земляного полотна залізничної колії, що реалізується
застосуванням комбінованого розташування дренажних труб у вертикальному та горизонтальному напрямках у тілі
насипу земляного полотна, що є засобом усунення фактору, який спричиняє його деформації та дефекти, а саме –
відведення води. Також наведено результати дослідження напружено-деформованого стану земляного полотна,
підсиленого трубчастими дренажами, методом скінченних елементів.
ENG: An important issue for transport construction is considered – the bearing capacity of the subgrade. Problems that arise during the operation of the subgrade are described, namely increasing the speed and increasing the load on the axle, which leads to the development of residual deformations and accumulation of defects, reducing the bearing capacity of the subgrade, increasing the number of sections with speed limits. The condition of the subgrade on the railways of Ukraine is analyzed. The influence of dynamic work of transport units on the soils of the subgrade and their physical and mechanical characteristics is considered. A critical analysis of methods for increasing the bearing capacity of the subgrade, including the use of geosynthetic reinforcing materials, injection into the ballast layer of solutions, jet-grouting, installation in the body of the subgrade threedimensional elements, installation of drainage structures. Each of these methods provides an example of application, advantages and disadvantages. It is established that the application of various methods of amplification left unresolved the issue of effective drainage of water from the subgrade of the ground. It is also proved that wetting the ground leads to a decrease in its strength characteristics. Therefore it is necessary to expect decrease in bearing capacity and loss of stability at action of temporary loadings from vehicles. It is established that a more advanced method of drainage of water from the subgrade is the use of tubular drainage. Because in areas where drainage is arranged, there are fewer disorders of track geometry, and the bearing capacity of the subgrade is higher than similar areas without drainage. A method of increasing the bearing capacity of the subgrade of the railway track, which is realized by using a combined arrangement of drainage pipes in vertical and horizontal directions in the subgrade of the embankment, which is a means of eliminating the factor that causes its deformation and defects, namely water drainage. The results of the study of the stress-strain state of the subgrade reinforced with tubular drainages by the finite element method are also presented.
ENG: An important issue for transport construction is considered – the bearing capacity of the subgrade. Problems that arise during the operation of the subgrade are described, namely increasing the speed and increasing the load on the axle, which leads to the development of residual deformations and accumulation of defects, reducing the bearing capacity of the subgrade, increasing the number of sections with speed limits. The condition of the subgrade on the railways of Ukraine is analyzed. The influence of dynamic work of transport units on the soils of the subgrade and their physical and mechanical characteristics is considered. A critical analysis of methods for increasing the bearing capacity of the subgrade, including the use of geosynthetic reinforcing materials, injection into the ballast layer of solutions, jet-grouting, installation in the body of the subgrade threedimensional elements, installation of drainage structures. Each of these methods provides an example of application, advantages and disadvantages. It is established that the application of various methods of amplification left unresolved the issue of effective drainage of water from the subgrade of the ground. It is also proved that wetting the ground leads to a decrease in its strength characteristics. Therefore it is necessary to expect decrease in bearing capacity and loss of stability at action of temporary loadings from vehicles. It is established that a more advanced method of drainage of water from the subgrade is the use of tubular drainage. Because in areas where drainage is arranged, there are fewer disorders of track geometry, and the bearing capacity of the subgrade is higher than similar areas without drainage. A method of increasing the bearing capacity of the subgrade of the railway track, which is realized by using a combined arrangement of drainage pipes in vertical and horizontal directions in the subgrade of the embankment, which is a means of eliminating the factor that causes its deformation and defects, namely water drainage. The results of the study of the stress-strain state of the subgrade reinforced with tubular drainages by the finite element method are also presented.
Description
І. Кравець: ORCID 0000-0002-2239-849X
Keywords
земляне полотно, несуча здатність, дренаж, проколювання, підсилення, subgrade, bearing capacity, drainage, pushing, reinforcement, КФД (ЛФ)
Citation
Кравець І. Б. Підвищення несучої здатності земляного полотна залізничної колії (огляд). Вісник ЛНАУ. Архітектура і сільськогосподарське будівництво. 2021. Вип. 22. С. 54–61.