Определение состояния балласта и земляного полотна железнодорожного пути георадиолокационным методом в режиме скоростного мониторинга

• Автор: Воробьев, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1.1 Электроразведка,

г г I I

1.1.1 Электромагнитное зондирование

1.1.2 Электромагнитное профилирование

1.1.3 Скважинная электроразведка

1.1.4 Исследование оснований под насыпями и сооружениями

1.1.5 Изучение оползней

1.1.6 Изучение районов с многолетнемерзлотными

породами

1.1.7 Поиск грунтовых вод

1.2 Сейсмическая разведка

1.2.1 Метод отраженных волн
1.2.2 Метод преломленных волн
1.2.3 Задачи сейсморазведки на железнодорожном транспорте
1.3 Магниторазведка
1.3.1 Область применения и методика съемки
1.3.2 Полевая магнитная съемка
1.3.3 Микромагнитная съемка.
1.4 Гравиметрия.
1.5 Динамическое и статическое зондирование пенетрация
1.5.1 Статическое зондирование
1.5.2 Динамическое зондирование
1.5.3 Область применения
1.5.4 Методика съемки
1.6 Георадиолокационный метод
1.6.1 Областьирименения георадиолокационного метода
1.6.2 Задачи георадиолокации на железнодорожном транспорте
1.7 Комплексы геофизических методов
1.7.1 Комплексы геофизических методов на железнодорожном транспорте
1.8 Диагностические вагоны и комплексы Анализ литературных источников
Глава 2. Теоретические основы создания георад иол опционного метода диагностики состояния балласта
2.1. Оценка состояния балластного материала георадиолокационным методом
2.2 Теоретические основы способов георадио локационной диагностики балласта
2.2.1 Оценка изменения состояния среды по скорости распространения электромагнитных волн
2.2.2 Оценка изменения состояния среды по затуханию электромагнитного излучения
2.2.3 Асимтотические выражения для относительной отражательной способности
Глава 3. Экспериментальная проверка теоретических основ георадиолокационного метода диагностики состояния балласта
3.1 Аппаратурное обеспечение экспериментов
3.2 Программа лабораторных экспериментов по геодиагностике балластного материала
3.3 Определение диэлектрической проницаемости чистого щебня
3.4 Определение диэлектрической проницаемости загрязненного щебня
3.5 Определение диэлектрической проницаемости загрязненного
и увлажненного щебня
3.6 Определение отражательной способности загрязненного щебня
3.7 Отражательная способность загрязненного и увлажненного щебня
3.8 Определение оптических свойств балласта с влажным
загрязнителем
3.9 Корреляция между насыпной массой щебня и определяемыми оптическими величинами
3. Сравнение эффективности методов определения загрязненности балласта
Результаты экспериментальной проверки теоретических основ георадиолокационного метода диагностики состояния балласта
Глава 4. Натурное исследование балластного слоя железнодорожного пути георадиолокационным методом
4.1 Методика и программа натурных экспериментов
4.2. Структура георадиолокационного комплекса размещение измерительной аппаратуры
4.3. Методика обработки георадиолокационной информации при определении относительной отражательной способности
4.4. Определение градуировочной зависимости
4.5. Определение зависимости кривой с учетом влажности грунта
4.6. Анализ зависимости загрязнения балласта и пропущенного тоннажа
4.7. Камеральная обработка результатов обследования балласта
Некоторые результаты натурных исследований балластного слоя железнодорожного пути георадиолокационным методом
Глава 5. Применение метода георадиолокацни для мониторинга основной площадки земляного полотна
5.1. Задачи диагностики основной площадки земляного полотна методом георадиолокации
5.2. Антенные блоки с улучшенными разрешающей
способностью, глубинностью и помехозащищенностью
5.3. Выбор частоты георадиолокации для обследования балластной призмы и земляного полотна
5.4. Содержание экспериментальных работ
5.4.1. Размещение аппаратуры на подвижном экипаже
5.4.2. Результаты обследования пути на участках перегона Минеральные Воды Кисловодск
5.4.3. Результаты детального обследования земляного полотна
Основные результаты применения метода георадиолокации для мониторинга основной площадки земляного полотна
Основные результаты
Заключение
Приложение А. Перечень основных сокращений и терминов
Приложение Б. Обоснование выбора вида аппроксимирующей зависимости результатов лабораторных испытаний
Список цитируемых источников
ВВЕДЕНИЕ


Целью работы является совершенствование современного метода георадиолокационной диагностики в системе мониторинга железнодорожного пути, разработка новых методов скоростного обследования балластного слоя и земляного полотна и создание методик обработки результатов измерений. Созданы теоретические методы количественного описания характеристик балласта по скорости распространения электромагнитных волн и по затуханию электромагнитного излучения. Выполнена экспериментальная проверка теоретических методов количественного описания характеристик балласта по скорости распространения электромагнитных волн и по затуханию электромагнитного излучения в лабораторных условиях. Установлен характер влияния фракционного состава загрязнителя и его влажности на электрофизические характеристики балласта. Зависимость между относительной отражательной способностью балласта и степенью его загрязнения. Метод определения степени загрязнения балласта железнодорожного пути в режиме скоростного мониторинга. Метод интегральный оценки степени деформативности земляного полотна для протяженных участков железных дорог. Метод оценки влажности подстилающих железнодорожный путь грунтов, основанный на спектральном анализе радарограмм. Достоверность полученных результатов определяется использованием в теоретических исследованиях современных апробированных представлений волновой теории электромагнитного излучения , современных методов вычислений и обработки данных , библиотек компьютерных алгоритмов . Все теоретические выводы и созданные методики подтверждались лабораторными и натурными проверками и испытаниями в соответствии с утвержденными в ОАО РЖД методиками. Использование разработанных георадиолокационных технологий в скоростном режиме в системе мониторинга железнодорожного пути позволит получить достаточно полную и достоверную информацию о состоянии балласта наличии балластных углублений однородности материала балластной призмы возможных разуплотнениях фунтов зонах наибольших деформаций земляного полотна в межрсконструкциониый период. Эта информация наиболее эффективно реализует систему технического обслуживания, позволяет дать рекомендации по усилению земляного полотна и искусственных сооружений, предупредить аварийные ситуации, повысить качество ремонтов и увеличить межремонтные сроки железнодорожного пути, экономить материальные и технические ресурсы. СевероКавказской и Горьковской железных дорогах в процессе текущего содержания, при проектировании противодеформационных мероприятий, капитальных ремонтов и реконструкций железнодорожного пути. Научнопрактической конференции Безопасность движения поездов, Москва, г. Международной научнотехнической конференции посвящена 0летию со дня рождения Г. М. Шахунянца Современные проблемы путевого комплекса. Четвертой Международной научнопрактической конференции Инженерная и рудная геофизика , Геленджик, г. Данная глава посвящена анализу возможностей современных геофизических методов в контексте создания высокопроизводительного комплекса неразрушающего контроля, способного к эксплуатации со скоростями движения свыше 0 кмч и выдачей информации в режиме реального времени. Электроразведка является одним из основных методов современной геофизики . Методы электроразведки широко применяются при геологическом картировании, при поисках и разведке месторождений в гидрогеологии и при решении широкого класса инженерных задач. В электроразведке сейчас насчитывается свыше пятидесяти различных методов и модификаций таблица 1. Они базируются на изучении постоянных и переменных электромагнитных полей. Так, электроразведка постоянным током наиболее эффективна при наличии плоских границ раздела при крутом для профилирования или пологом для зондирования их падении, а высокочастотная электроразведка при наличии объектов с резко выраженными границами. Если исследуемый грунт обладает высоким сопротивлением например, песчаные образования пустынных и полу пустынных районов, то это усложняется устройство заземлений и резко снижается качество работ способами электроразведки постоянным током, но облегчается элекгроразведка переменным током с индуктивным возбуждением.