Обґрунтування параметрів стабілізації укріпленого земляного полотна залізничної колії
Loading...
Date
2012
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UK: Дисертація присвячена обґрунтуванню параметрів стабілізації укріпленого земляного полотна залізничної колії.
На основі теоретичних розробок вирішена задача по визначенню напружено-деформованого стану (НДС) земляного полотна, посиленого геоматеріаламі, шляхом оцінки напруг, що виникають у ньому при ступінчастому додатку навантажень від 0,0644 МПа до 0,322 МПа.
Встановлені параметри напружено-деформованого стану при армуванні земляного полотна шаром, що мало деформується з щебенево-ґрунтової суміші при зміненні відносних деформацій від 0,008 до 0,017.
Розроблено спосіб посилення земляного полотна армованого геотекстилем з загнутими краями з щебенево-ґрунтовою сумішшю (ЩГС) та обґрунтовано його розміщення на відстані 0,4 м від основної площадки, що дозволяє збільшити міцність земляного полотна в 1,8 – 2,0 рази і його стабільність для підвищення швидкості руху поїздів.
Побудовані графіки виконання робіт з будівництва модернізованого земляного полотна залізничної колії. Як випливає з аналізу представлених варіантів технологічних регламентів, витрати часу при реалізації запропонованого варіанту скорочуються до 39,73 год, в порівнянні з проектним, рівним 117,35 год, тобто практично в 2,95 рази.
RU: Диссертация посвящена обоснованию параметров стабилизации укрепленного земляного полотна железнодорожного пути. Земляное полотно, как фундамент дорожной насыпи, в значительной мере обуславливает нормальную работу железной дороги в целом под воздействием движущегося транспорта. Поскольку государственные строительные нормы в Украине по земляному полотну требуют ограничения не только остаточных, но даже и упругих осадок до 2 мм для линий II-III категории, то по этой причине действуют постоянные уменьшения скорости движения поездов до 15 – 40 км/ч, вследствие чего резко снижается пропускная способность линий. Поэтому стабилизация эксплуатируемых насыпей является актуальной задачей, особенно для линий, реконструируемых под скоростное движение. На основе теоретических разработок решена задача по определению напряженно-деформированного состояния (НДС) земляного полотна, усиленного геоматериалами, путем оценки напряжений, возникающих в нем при ступенчатом приложении нагрузок от 0,0644 МПа до 0,322 МПа. По результатам анализа экспериментальных исследований в лабораторных условиях НДС земляного полотна, усиленного геотекстильными материалами и малодеформируемым слоем из щебеночно-грунтовой смеси, установлено, что укрепление земляного полотна в виде незамкнутой оболочки из геотекстиля с заполнителем из щебеночно-грунтовой смеси является наиболее эффективным вариантом его усиления и позволяет увеличить прочность земляного полотна в 1,8 - 2,0 раза и его стабильность для повышения скорости движения поездов. Установлены параметры напряженно-деформированного состояния при армировании земляного полотна малодеформируемым слоем из щебеночно-грунтовой смеси при изменении относительных деформаций от 0,008 до 0,017. Разработан способ усиления земляного полотна армированием слоем из геотекстиля с загнутыми краями с заполнителем из щебеночно-грунтовой смеси и обосновано его размещение на расстоянии 0,4 м от основной площадки, что позволяет увеличить прочность земляного полотна в 1,8 – 2,0 раза и его стабильность для повышения скорости движения поездов. На основе выполненных аналитических исследований для определения напряженного состояния неармированного земляного полотна и также для определения деформаций и перемещений армирующего слоя из геотекстиля с щебеночно-грунтовой смесью обоснован подход к определению общего НДС как суперпозиции его значений в матрице и укрепляющем элементе. Выполнено математическое моделирование армированного земляного полотна, проведены многовариантные экспериментальные исследования и сделаны оценки напряженно-деформированного состояния усиленного земляного полотна, результаты которых после сравнительного анализа позволили установить влияние на общее НДС земляного полотна при изменении конструкции для его усиления. Построены графики выполнения работ по строительству модернизированного земляного полотна железнодорожного пути. По проектному варианту было предусмотрено усиление с помощью одной геотекстильной прокладки в песчаной подушке, а в предложенном варианте, усиление с помощью геотекстиля с загнутыми краями, внутри которого размещается отработанная щебеночно-грунтовая смесь. Как следует из анализа представленных вариантов технологических регламентов, затраты времени при реализации предложенного варианта сокращаются до 39,73 ч., по сравнению с проектным, равным 117,35 ч., т.е. практически в 2,95 раза. Выполнена экономическая оценка эффективности применения метода усиления земляного полотна. Величина экономического эффекта от реализации варианта усиления земляного полотна геотекстилем с щебеночно-грунтовой смесью 661667,5 грн. по сравнению с вариантом усиления земляного полотна геотекстилем с песчаной подушкой и дренирующим грунтом тела насыпи 945232,5 грн. составляет 283565 грн. Таким образом, экономический эффект на 1 пог. м железнодорожного пути составляет 1134 грн. Также проведено технико-экономическое сравнение модернизации земляного полотна по двум вариантам на 1035 км участка Славянск – Шпичкино Донецкой железной дороги. По варианту бортовая вырезка, затраты составили – 4,22 тыс. грн. на 1 пог.м, а при варианте сплошной вырезки – 13,35 тыс. грн. на 1 пог.м, что в три раза дороже по сравнению с бортовой вырезкой. Экономический эффект от использования указанного метода 9,13 тыс. грн. на 1 пог. м реконструируемого по новому методу земполотна.
EN: The dissertation is devoted to stabilization parameters reinforced subgrade of railway. On the basis of theoretical studies addressed the problem of determining the stress-strain state (SSS) subgrade reinforced geomaterials by measuring stresses in its application for step loads from 0.0644 MPa to 0.322 MPa. Established parameters of the stress-strain state to reinforce subgrade few deformable layer of crushed stone-ground mixture with decreasing relative strain from 0.008 to 0.017. Developed a way to strengthen subgrade reinforced geotextile with curved edges and justified its parameters at a distance of 0.4 m from the rubble-soil mixture (RSM), thus increasing the strength of the subgrade is 1.8 – 2.0 times and its stability for speed trains. Graphs perform works on construction modernized railway subgrade. An analysis of the options presented production schedules, the time for implementation of the proposed options are reduced to 39.73 hours, compared with the project, equal to 117.35 hours, ie nearly 2.95 times.
RU: Диссертация посвящена обоснованию параметров стабилизации укрепленного земляного полотна железнодорожного пути. Земляное полотно, как фундамент дорожной насыпи, в значительной мере обуславливает нормальную работу железной дороги в целом под воздействием движущегося транспорта. Поскольку государственные строительные нормы в Украине по земляному полотну требуют ограничения не только остаточных, но даже и упругих осадок до 2 мм для линий II-III категории, то по этой причине действуют постоянные уменьшения скорости движения поездов до 15 – 40 км/ч, вследствие чего резко снижается пропускная способность линий. Поэтому стабилизация эксплуатируемых насыпей является актуальной задачей, особенно для линий, реконструируемых под скоростное движение. На основе теоретических разработок решена задача по определению напряженно-деформированного состояния (НДС) земляного полотна, усиленного геоматериалами, путем оценки напряжений, возникающих в нем при ступенчатом приложении нагрузок от 0,0644 МПа до 0,322 МПа. По результатам анализа экспериментальных исследований в лабораторных условиях НДС земляного полотна, усиленного геотекстильными материалами и малодеформируемым слоем из щебеночно-грунтовой смеси, установлено, что укрепление земляного полотна в виде незамкнутой оболочки из геотекстиля с заполнителем из щебеночно-грунтовой смеси является наиболее эффективным вариантом его усиления и позволяет увеличить прочность земляного полотна в 1,8 - 2,0 раза и его стабильность для повышения скорости движения поездов. Установлены параметры напряженно-деформированного состояния при армировании земляного полотна малодеформируемым слоем из щебеночно-грунтовой смеси при изменении относительных деформаций от 0,008 до 0,017. Разработан способ усиления земляного полотна армированием слоем из геотекстиля с загнутыми краями с заполнителем из щебеночно-грунтовой смеси и обосновано его размещение на расстоянии 0,4 м от основной площадки, что позволяет увеличить прочность земляного полотна в 1,8 – 2,0 раза и его стабильность для повышения скорости движения поездов. На основе выполненных аналитических исследований для определения напряженного состояния неармированного земляного полотна и также для определения деформаций и перемещений армирующего слоя из геотекстиля с щебеночно-грунтовой смесью обоснован подход к определению общего НДС как суперпозиции его значений в матрице и укрепляющем элементе. Выполнено математическое моделирование армированного земляного полотна, проведены многовариантные экспериментальные исследования и сделаны оценки напряженно-деформированного состояния усиленного земляного полотна, результаты которых после сравнительного анализа позволили установить влияние на общее НДС земляного полотна при изменении конструкции для его усиления. Построены графики выполнения работ по строительству модернизированного земляного полотна железнодорожного пути. По проектному варианту было предусмотрено усиление с помощью одной геотекстильной прокладки в песчаной подушке, а в предложенном варианте, усиление с помощью геотекстиля с загнутыми краями, внутри которого размещается отработанная щебеночно-грунтовая смесь. Как следует из анализа представленных вариантов технологических регламентов, затраты времени при реализации предложенного варианта сокращаются до 39,73 ч., по сравнению с проектным, равным 117,35 ч., т.е. практически в 2,95 раза. Выполнена экономическая оценка эффективности применения метода усиления земляного полотна. Величина экономического эффекта от реализации варианта усиления земляного полотна геотекстилем с щебеночно-грунтовой смесью 661667,5 грн. по сравнению с вариантом усиления земляного полотна геотекстилем с песчаной подушкой и дренирующим грунтом тела насыпи 945232,5 грн. составляет 283565 грн. Таким образом, экономический эффект на 1 пог. м железнодорожного пути составляет 1134 грн. Также проведено технико-экономическое сравнение модернизации земляного полотна по двум вариантам на 1035 км участка Славянск – Шпичкино Донецкой железной дороги. По варианту бортовая вырезка, затраты составили – 4,22 тыс. грн. на 1 пог.м, а при варианте сплошной вырезки – 13,35 тыс. грн. на 1 пог.м, что в три раза дороже по сравнению с бортовой вырезкой. Экономический эффект от использования указанного метода 9,13 тыс. грн. на 1 пог. м реконструируемого по новому методу земполотна.
EN: The dissertation is devoted to stabilization parameters reinforced subgrade of railway. On the basis of theoretical studies addressed the problem of determining the stress-strain state (SSS) subgrade reinforced geomaterials by measuring stresses in its application for step loads from 0.0644 MPa to 0.322 MPa. Established parameters of the stress-strain state to reinforce subgrade few deformable layer of crushed stone-ground mixture with decreasing relative strain from 0.008 to 0.017. Developed a way to strengthen subgrade reinforced geotextile with curved edges and justified its parameters at a distance of 0.4 m from the rubble-soil mixture (RSM), thus increasing the strength of the subgrade is 1.8 – 2.0 times and its stability for speed trains. Graphs perform works on construction modernized railway subgrade. An analysis of the options presented production schedules, the time for implementation of the proposed options are reduced to 39.73 hours, compared with the project, equal to 117.35 hours, ie nearly 2.95 times.
Description
Ахмад Алхдур: ORCID 0000-0002-4148-5994
Захист 2012., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Захист 2012., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Keywords
земляне полотно, армування земляного полотна, посилення земляного полотна, міцність земляного полотна, модернізація земляного полотна, земляное полотно, армирование земляного полотна, усиление земляного полотна, прочность земляного полотна, модернизация земляного полотна, roadbed, roadbed reinforcement, roadbed strengthening, roadbed durability, roadbed modernization
Citation
Алхдур А. М. М. Обгрунтування параметрів стабілізації укріпленого земляного полотна залізничної колії : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.22.06. Дніпропетровськ, 2012. 21 с.