АНАЛІЗ УКРІПЛЕННЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОНА ЗАЛІЗОБЕТОННИМИ ПАЛЯМИ

Автор(и)

  • V. D. Petrenko Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
  • O. L. Tyutkin Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
  • I. O. Sviatko Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
  • D. O. Yampolskiy Приватне ВКП «Технотранспроект»

DOI:

https://doi.org/10.15802/bttrp2016/103389

Ключові слова:

земляне полотно, укріплення, метод скінчених елементів, деформований стан, аналіз деформацій

Анотація

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.

Біографії авторів

V. D. Petrenko, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Кафедра «Мости та тунелі»

O. L. Tyutkin, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Кафедра «Мости та тунелі»

I. O. Sviatko, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Кафедра «Мости та тунелі»

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-09-29

Номер

Розділ

Статті