Влияние влажности земляного полотна на устойчивость железнодорожной насыпи при динамическом воздействии подвижного состава

• Автор: Кругликов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Методы диагностики объектов железнодорожной

инфраструктуры

1.1 Физические основы метода георадиолокации

1.2 Физические основы сейсмического метода

1.3 Основы численного моделирования физических систем

2 Разработка методик по контролю влажностных режимов земляного полотна

2.1 Методика контроля изменений влажностных режимов

земляного полотна железнодорожного пути методом георадиолокации..

2.2 Методика развивающихся деформационных процессов в теле земляного полотна методом георадиолокации в скоростном режиме
2.3 Методика контроля развивающихся деформационных процессов в теле земляного полотна методом георадиолокации при детальной диагностике
2.4 Влияние влажности грунта на амплитудные и частотные характеристики вибросейсмических сигналов
3 Использование метода компьютерного моделирования для оценки стабильности объектов транспортной инфраструктуры
3.1 Методика частотного анализа и оценки состояния земляного полотна при ударно-нормированных импульсах
3.2 Оценка состояния земляного полотна методом собственных колебаний
3.3 Изучение упруго-диссипативных свойств высокой железнодорожной насыпи
4 Определение дополнительной динамической нагрузки возникающей в процессе движения подвижного

состава
4.1 Изучение спектров виброскоростей при движении
подвижного состава по результатам полевых исследований
4.2 Теоретический расчет величины динамической нагрузки при движении подвижного состава
4.3 Оценка информативности разработанной методики.
Сравнение рассчитанных динамических нагрузок с данными СП 32-104-98 «Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм»
Основные выводы
Список использованной литературы
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Железнодорожный транспортный комплекс Российской Федерации является крупнейшей динамично развивающейся составляющей экономики страны, дальнейший прогресс которой требует использования последних, непрерывно обновляемых результатов науки и передовых технологий. Для создания условий стабильного, безопасного и эффективного функционирования железнодорожного транспорта [1], в настоящее время, необходимо применение инновационных подходов при проектировании, строительстве и текущем содержании железнодорожного пути [2-5]. Существующие тенденции в развитии данных направлений обусловлены широким распространением геофизических методов [6-8], применение которых позволяет развиваться новым технологиям в рамках проектирования и текущего содержания объектов транспортной инфраструктуры. Вместе с тем, тенденция к развитию и усложнению транспортной инфраструктуры повышает вероятность перехода ее структурных элементов в режим нестабильного функционирования [9-11], что влечет за собой необходимость разработки «эффективных» технологий анализа состояния этих объектов и оценки рисков нарушения режимов «нормального» функционирования. Для решения этих задач в диссертационной работе представлены способ и методы анализа геофизических данных с целью оценки состояния объектов транспортной инфраструктуры и рисков их разрушения.
В частности в диссертации:
показана возможность анализа причин деформативности железнодорожного пути по результатам послойной обработки георадиолокационных данных с определением областей избыточно увлажненного грунта и оценки качества работы водоотводных сооружений;
разработан метод оценки изменения влажности грунтов земляного полотна с использованием амплитудно-частотных характеристик

столбиков указаны в принятой на железной дороге системе координат. Плотность регистрации составила не менее 10 трасс/метр. Расстояние между активными элементами антенн и верхней границей балласта определено при е = 1 и составило 0.6 м.
Шкала глубин геофизического разреза для качественной иллюстрации его структуры рассчитана при постоянном значении диэлектрической проницаемости земляного полотна железнодорожного пути, принятого равным е = 4.5. Начало отсчета глубины совпадает с верхней границей балластного слоя. Положение подошвы шпал относительно верхней границы балластного слоя определено равным 0,2 м, а толщина балластного слоя на отметке 1930,2 км - 0,5 м. На глубинах 0,8 м и 1,2 м имеются ярко выраженные линии синфазности, которые могут быть связаны с процессами кратного отражения между границами балластного слоя. Большая величина интенсивности этих линий может свидетельствовать о заметном накоплении влаги в конструкционных слоях железнодорожного пути, размещенных ниже 0,5 м.
Интегральный анализ амплитудных характеристик сигналов. Как правило, нестабильное состояние основной площадки земляного полотна связано с накоплением влаги и ухудшением физикомеханических свойств грунтов, слагающих объект [57, 58].
Метод выявления аномальных по влажности зон по георадиолокационным данным строится на следующих соображениях. Обозначим ^(г,) - сигнал, регистрируемый приемной антенной георадара с глубины гп обычно называемый трассой радарограммы [59]. Очевидно, что форма трассы зависит от затухания электромагнитного излучения в исследуемой среде [60, 61] и его отражения от границ грунтовых слоев. Эти два механизма существенным образом связаны с влажностью грунтовых слоев. Для ее оценки в [62] предложена величина: