ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПІСЛЯ ВПРОВАДЖЕННЯ ЄВРОПЕЙСЬКОЇ КОЛІЇ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2024/315519Ключові слова:
земляне полотно; підсилення; напружено-деформований стан; вертикальний елемент; європейська колія; закономірності зміни параметрівАнотація
Мета. Впровадження євроколії (1435 мм) на існуючому земляному полотні, що збудовано на території України, є фактором, який призводить до зміни напружено-деформованого стану. Метою статті є обґрунтування закономірностей напружено-деформованого стану земляного полотна на основі результатів чисельного аналізу скінченно-елементних моделей. Методика. Для проведення чисельного аналізу на основі методу скінченних елементів розроблена модель земляного полотна висотою 6 м під суміщену колію. В розробленій моделі відтворено всі реальні геометричні характеристики земляного полотна, верхньої будови колії, а також шпала для суміщеної колії. Розроблена модель дозволяє варіювати прикладення поїзного навантаження із постановкою пари сил на рейках, що мають українське значення ширини колії (1520 мм), а також європейської колії. В моделі також змодельоване підсилення земляного полотна для чотирьох варіантів (без палі, з палею довжиною 2,0, 4,0 і 6,0 м). Результати. Результати чисельного аналізу надали змогу отримати значення горизонтальних та вертикальних напружень, а також отримати закономірності напруженого стану земляного полотна до впровадження європейської колії. Якісний аналіз положення потягу свідчить про те, що зменшення колії та її асиметричне знаходження на шпалі збільшує вертикальні деформації. Найбільшу проблему складає саме асиметричність розподілу вертикальних переміщень. З’ясовано, що зростання довжини вертикального елементу підсилення надає зменшення переміщень в 1,1…1,2 рази. Виявлено, що закономірності зміни переміщень земляного полотна при варіації довжини вертикального елемента підсилення є лінійними для горизонтальної компоненти та поліноміальними другого ступеня для вертикальної. Наукова новизна. Вперше на основі закономірностей напружено-деформованого стану земляного полотна отримано картину формування напружень та розповсюдження деформацій до і після влаштування європейської колії. Практична значимість. На основі результатів чисельного аналізу з’ясовано, що збільшення довжини вертикального елементу підсилення на 2,0 м надає зменшення переміщень на 10…20 %. Ці дані надають змогу для створення методики первинного підбору параметрів елементу підсилення.
Посилання
Alkhdour, A., Tiutkin, O., Dubinchyk, O., & Miroshnyk, V. (2024). Regularities of the strain state of the embankment when varying the vertical element length of strengthening. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1348, 012016. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012016 (in English)
Briançon, L., & Simon, B. (2017). Pile-supported embankment over soft soil for a high-speed line. Geosynthetics International, 24(3), 293-305. (in English)
Fischer, S., Kurhan, D., Kurhan, M., & Hmelevska, N. (2024). Analysis of stress-strain state changes in railway tracks during transition to European gauge. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1348, 012029. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012029 (in English)
Pshinko, O., Petrenko, V., Tiutkin, А., et al. (2019). Comparative analysis of calculation results of supporting structure of soil-cement piles. TRANSPORT MEANS 2019. Sustainability: Research and Solutions, II, 820-828. (in English)
Tiutkin, O. L., Neduzha, L., & Kalivoda, J. (2021). Finite-element Analysis of Strengthening the Subgrade on the Basis of Boring and Mixing Technology. Transport Problems, 16(2), 1-10. DOI: https://doi.org/10.21307/tp-2021-034 (in English)
Tiutkin, O., Radkevych, A., Dubinchyk, O., & Kharchenko, V. (2024). Parametric analysis of a strain state of a soil base strengthened with vertical elements. Mining of Mineral Deposits, 18(2), 104-112. DOI: https://doi.org/10.33271/mining18.02.104 (in English)
Kurhan, M., Kurhan, D., & Hmelevska, N. (2024). Innovative Approaches to Railway Track Alignment Optimization, in Curved Sections. Acta Polytechnica Hungarica, 21(1), 207-220. DOI: https://doi.org/10.12700/APH.21.1.2024.1.13 (in English)
Krysan, V. I., Krysan, V. V., Petrenko, V. D., & Tiutkin, O. L. (2023). Analiz rezultativ vyprobuvannia pidsylennia zemlianoho polotna armovanymy gruntotsementnymy paliamy. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 23, 45-53. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2023/281128 (in Ukrainian)
Kurhan, M. B., Kurhan, D. M., Brazhnyk, M. Yu., & Kovalskyi, D. L. (2019). Osoblyvosti napruzheno-deformovanoho stanu sumishchenoi zaliznychnoi kolii. Nauka ta prohres transportu, 1(79), 51-63. DOI: https://doi.org/10.15802/stp2019/158471 (in Ukrainian)
Petrenko, V. D., Andrieiev, V. S., & Kharchenko, V. V. (2021). Porivnialnyi analiz tekhnolohii vlashtuvannia mikropal pid chas pidsylennia slabkykh gruntovykh osnov. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 19, 69-77. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233978 (in Ukrainian)
Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., Krysan, V. I., & Krysan, V. V. (2019). Vidnovlennia mitsnosnykh ta deformaty-vnykh kharakterystyk zemlianoho polotna ta yoho osnovy armuvanniam gruntotsementnymy elementamy. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 16, 65-74. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2019/189681 (in Ukrainian)
