АНАЛІЗ УКРІПЛЕННЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОНА ЗАЛІЗОБЕТОННИМИ ПАЛЯМИ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2016/103389Ключові слова:
земляне полотно, укріплення, метод скінчених елементів, деформований стан, аналіз деформаційАнотація
Мета. Однією із важливих проблем в області будівництва і експлуатації залізничної колії є розробка варіантів укріплення земляного полотна з метою підвищення довговічності та зменшення собівартості ремонтних робіт. Метою даної роботи є проведення аналізу варіантів укріплення земляного полотна за допомогою залізобетонних паль, а також дослідження впливу залізобетонних паль на напружено-деформований стан і деформації системи земляне полотно - палі укріплення. Методика. В даному дослідженні було розглянуто дві моделі земляного полотна: 1) вузького насипу під одноколійну ділянку руху; 2) широкого насипу під одноколійну ділянку руху з перспективою розширення. Чисельні експерименти були виконані за допомогою сучасного програмного забезпечення. Для дослідження деформованого стану земляного полотна створено просторову модель із кінцевих елементів у програмному комплексі SCAD. Дослідженням передбачено проаналізувати укріплення земляного полотна за декількома варіантами, в тому числі при укріпленні під підошвою баласту та у відкосах насипу. Деформаційні характеристики, які прийняті у моделі, відповідають значенням, отриманим під час дослідження ґрунтів земляного полотна. Результати. Виконані дослідження укріплення земляного полотна залізобетонними палями. Для цього проведено серію розрахунків згідно з запропонованими варіантами укріплення, а також контрольні розрахунки неукріпленого масиву. Було виконано велику кількість розрахунків в зоні розташування залізобетонних паль укріплення, і проведено детальний аналіз напружено-деформованого стану системи. Результати розрахунків переміщень у системі «верхня будова колії-залізобетонні палі» подані у вигляді ізополів розподілу переміщень у ґрунтовому масиві. Наукова новизна. На підставі теоретичних досліджень і виконаних розрахунків за допомогою методу скінчених елементів, в роботі виявлена основна закономірність перерозподілення напружень і деформацій після укріплення земляного полотна залізобетонними палями, що є науковою новизною проведених досліджень. Практична значимість. Запропоновані варіанти укріплення для зменшення вертикальних і горизонтальних переміщень в тілі насипу земляного полотна на глибину до 6 м.Посилання
REFERENCES
DBN V.2.1-10-2009. Obyekty budivnytstva ta promyslova produktsiya budivelnoho pryznachennya. Osnovy ta fundamenty budynkiv i sporud. Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovni polozhennya proektuvannya. [State Standard V.2.1-10-2009. Objects of construction and industrial products for construction purposes. Bases and foundations of buildings and structures. Bases and foundations of buildings. Basic design requirements], Kyyiv, Minrehionbud Ukrayiny Publ., 2009. 107 p.
Derzhavna ciljova proghrama reformuvannja zaliznychnogho transportu na 2010-2019 roky [State Program of reforming the railway transport in the years 2010-2019]. Available at: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/1390
Litovchenko P. A. Chislennoe modelirovanie vzaimodeystviya buroinektsionnoy svai s lokalnym zakrepleniem v grunte i okruzhayushchego ee gruntovogo massiva [Numerical simulation of CFA piles with local fixation in the soil and its surrounding soil mass]. Sbornik nauchnykh trudov: Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Bulletin Construction, materials science, mechanical engineering]. 2013, Issue69, pp.322-327.
Petrenko V. D., Svjatko I. O., Jampoljsjkyj D. O. Porivnjaljnyj analiz metodiv ukriplennja zemljanogho polotna [Comparative analysis of methods for strengthening roadbed]. Sbornik nauchnykh trudov: Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Bulletin Construction, materials science, mechanical engineering], 2013, pp. 369-373.
CP-0117. Pravyla rozrakhunkiv zaliznychnoji koliji na micnistj i stijkistj [Terms of payments railway line for strength and stability]. Kyyiv, 2004. – 69 p.
Strokova L. A. primenenie metoda konechnykh elementov v mekhanike gruntov [Application of the method of finite elements in soils mechanics]. Tomsk, 2010. – 143 p.
Tymofeeva L. M., Krasnov E. S. Suchasni metody posylennja slabkykh osnov avtomobiljnykh dorigh [Modern methods of strengthening the weak foundations of roads]. Mosty ta tuneli: teorija, doslidzhennja, praktyka – Bridges and tunnels: theory, research, practice, 2012, issue 3, pp. 217-220.
Tyutkin A. L., Gulak A. V. Sravnitelnyy analiz konechno-elementnykh modeley svaynogo fundamenta pri vzaimodeystvii s osnovaniem [Comparative analysis of finite element models of pile foundation in interaction with the base]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2010, issue 32, pp. 122–126.
Danilenko E. I., Jakovlev V. O., Orlovsjkyj A. M. CP-0138. Instrukcija z ulashtuvannja ta utrymannja koliji zaliznycj Ukrajiny [Instructions for ordering and keeping track of railways Ukraine]. Kyyiv, 2006. – 56 p.
Karpilovskiy V. S., Kriksunov E. Z., Perelmuter A. V. SCAD dlya polzovatelya [User is for SCAD]. Kyyiv, VVP «Kompas» Publ., 2000, 332 p.
Moayed R. Z. Janbaz. M. Effective parameters on modulus of subgrade reaction in clayey soils. J. Applied Sci., 9: 2009, рр. 4006-4012.
Simi H. Building Simulation Tools for Retrofitting Residential Structures. Energy Engineering, Volume 109, Issue 3, 2012, рр. 53-74.
Szabó L., Somogyi M., Horváth G. The Initiation of Safety-Enhancing Ac-tions in Railway Crossings Using Modelling Pro-cedures. Acta Technica Jaurinensis, 2015, no2, pp. 96–112, doi: 10.14513/actatechjaur.v8.n2.328.
За ГОСТ
ДБН В.2.1-10:2009. Об’єкти будівництва та промислова продукція будівельного призначення. Основи та фундаменти будинків і споруд. Основи та фундаменти споруд. Основні положення проектування [Текст]. – Надано чинності 2009-01-07. – Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. – 107 с.
Державна цільова програма реформування залізничного транспорту на 2010-2019 роки : [законопроект України від 16 грудня 2009 р.
№ 1390 [Електрон.ресурс]. – Режим доступу : http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/1390
Литовченко, П. А. Численное моделирование взаимодействия буроинъекционной сваи с локальным закреплением в грунте и окружающего ее грунтового массива [Текст] / П. А. Литовченко // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. научн. трудов. – Дн-вск, ГВУЗ ПГАСА, 2013. – Вып. 69. – С. 322-327.
Петренко, В. Д. Порівняльний аналіз методів укріплення земляного полотна [Текст] / В. Д. Петренко, І. О. Святко, Д. О. Ямпольський // Строительство, материаловедение, машиностроение: сб. научн. трудов. – Дн-вск, ГВУЗ ПГАСА, 2013. – Вып. 69. – С. 369-373
ЦП-0117. Правила розрахунків залізничної колії на міцність і стійкість [Текст]. – Затв. наказом Укрзалізниці від 13.12.2004 р. № 960-ЦЗ. – Київ : ЦП УЗ, 2004. – 69 c.
Строкова, Л. А. Применение метода конечных элементов в механике грунтов [Текст] : учебное пособие / Л. А. Строкова. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 143 с.
Тимофеева, Л. М. Сучасні методи посилення слабких основ автомобільних доріг [Текст] / Л. М. Тимофеева, Е. С. Краснов // Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. – 2012. – Вип. 3. – С 217-220.
Тютькин, А. Л. Сравнительный анализ конечно-элементных моделей свайного фундамента при взаимодействии с основанием [Текст] /
А. Л. Тютькин, А. В. Гулак // Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Дніпропетровськ, 2010. – Вип. 32. –
С. 122–126
ЦП-0138. Інструкція з улаштування та утримання колії залізниць України [Текст] / Е. І. Дані-ленко, В. О.Яковлев, А. М. Орловський та ін. – Київ : НКТБ колійного господарства Укрзалізниці, 2006. – 56 с.
Карпиловский, В. С. SCAD для пользователя [Текст] / В. С. Карпиловский, Э. З. Криксунов, А. В. Перельмутер и др. – Киев : ВВП «Компас», 2000. – 332 с.
Moayed R. Z. Janbaz. M. Effective parameters on modulus of subgrade reaction in clayey soils. J. Applied Sci., 9: 2009, рр. 4006-4012.
Simi H. Building Simulation Tools for Retrofitting Residential Structures. Energy Engineering, Volume 109, Issue 3, 2012, рр. 53-74.
Szabó L., Somogyi M., Horváth G. The Initiation of Safety-Enhancing Ac-tions in Railway Crossings Using Modelling Procedures. Acta Technica Jaurinensis, 2015, no2, pp. 96–112, doi: 10.14513/actatechjaur.v8.n2.328.
