а) б)
Рис. 6. Зависимости параметров а) А и б) В от количества пропущенных грузовых поездов.
Суммарная величина остаточной деформации основной площадки составила за весь сезон 0,60 мм. В весенний период реализуется бульшая часть осадки, которая составила около 90%. Темп нарастания остаточных деформаций в течение сезона постепенно загасает, немного увеличиваясь к ноябрю месяцу.
В работе рассмотрен вопрос влияния модуля деформации грунта насыпи и основания на темп накопления остаточных деформаций (Рис.7).
Рис. 7. Зависимость остаточных деформаций на уровне основной площадки от модуля деформации грунта.
Величина остаточных деформаций насыпи связана с модулем деформации грунта его основания и в диапазоне 
от 15 МПа до 50 МПа аппроксимирована степенной зависимостью вида:
, (10)
где 
- модуль деформации грунта основания, МПа.
Снижение модуля деформаций грунта земляного полотна 
в диапазоне от 15 МПа до 50 МПа дает рост величины остаточных деформаций, которая определяется по зависимости:
, (11)
где 
- модуль деформации грунта земляного полотна, МПа.
На величину остаточных деформаций больше оказывает влияние прочность основания, чем земляного полотна. При изменении модуля деформации грунта основания с 20 МПа до 50 МПа величина 
снижается на 0,9 мм, а при таком же изменении деформативности тела насыпи величина 
снижается почти в 3 раза меньше.
В диссертации приведена оценка результатов усиления основной площадки жесткой прослойкой из закрепленного песчано-гравийного слоя толщиной 20 см и 12 см, расположенной под слоем балласта. Модуль деформации жесткой прослойки составил 4 ГПа и 2 ГПа, коэффициент Пуассона 
=0,2, плотность 
=20 кН/м3, удельное сцепление 
=1000 КПа, угол внутреннего трения 
=40°.
По результатам расчета произведено сравнение напряженно-деформированного состояния земляного полотна на уровне основной площадки с применением усиляющей конструкции и без нее. Применение жесткой прослойки позволило перераспределить вертикальные нормальные напряжения 
. Под рельсошпальной решеткой достигнуто снижение значений 
в поперечном направлении оси пути почти вдвое. Без усиления основной площадки земляного полотна максимальные 
зарегистрированы в сечениях приложения нагрузки. Введение жесткой прослойки в конструкцию земляного полотна привело к смещению максимальных 
к оси пути, эпюры 
вдоль и поперек оси пути выполаживаются, резкие скачки 
снижаются. Прочность закрепленного слоя мало повлияла на снижение абсолютных значений нормальных вертикальных напряжений.
Расчетами определено, что величина модуля деформации закрепленного подбалластного слоя, равная 2 ГПа, позволяет достичь максимального эффекта. При этом изменение толщины закрепленного слоя в диапазоне от 12 см до 20 см, как показали расчеты, при модуле деформации Е=2 ГПа незначительно влияет на перераспределение 
поперек оси пути. Что касается направления вдоль оси пути, то выбор толщины жесткой прослойки оказывает более значительное воздействие на перераспределение 
. Использование прослойки толщиной 12 см дало снижение 
в сечениях: между осями подвижной тележки в 3,7 раз; приложения нагрузки в 2 и 1,63 раза. Применение жесткой прослойки 20 см приводит к повышению 
в сечении между осями тележки в 1,5 раза, в сечениях расположения колесных пар тележки снижаются в 2,3 раза. За пределами тележки наблюдается увеличение значений 
при мощности жесткой прослойки 12 см до 1,65 раз, 20см до 2,1 раз. Таким образом, применение более мощного слоя закрепленного грунта приводит к более равномерному распределению величины 
вдоль оси пути.
Расчетами подтверждено, что применение жесткой прослойки как конструкции усиления земляного полотна позволяет снизить неравномерность распределения величины остаточных деформаций на основной площадке. Причем, чем толще и прочнее жесткая прослойка, тем более равномерное накопление остаточных деформаций достигается.
В работе произведена оценка влияния величины осевой нагрузки на скорость накопления остаточных деформаций земляного полотна. Величина остаточной деформации на основной площадке в зависимости от осевой нагрузки поезда составит
по внутренней рельсовой нити 
; (12)
по оси пути 
; (13)
по наружней рельсовой нити 
, (14)
где 
- величина осевой нагрузки. Модуль деформации грунта основания Еосн=25 МПа, грунта земляного полотна Езп=50 МПа.
Максимальные значения 
достигают в сечении по наружной рельсовой нити. Так при увеличении осевой нагрузки на 30% (от 230 кН/ось до 300 кН/ось) остаточные деформации увеличатся на 38 %.
Основные выводы:
- Установлены закономерности колебательного процесса насыпи от воздействия подвижного состава; Выявлены особенности колебательного процесса тела земляного полотна в течение годового цикла; Сформирована математическая модель железнодорожного земляного полотна в объемной постановке, учитывающая сезонное изменение вибродинамического воздействия поездов; На основе разработанной методики определена интенсивность накопления остаточных деформаций основной площадки земляного полотна с учетом различий в напряженно-деформированном состоянии грунтов в годовом цикле эксплуатации; С применением предложенной методики выполнена оценка влияния изменения условий эксплуатации (осевой нагрузки и грузонапряженности) на характер накопления остаточных деформаций.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
