Визначення особливостей напружено-деформованого стану армованого земляного полотна залізничної колії трубчастими дренажами

Автор(и)

  • Josyp Luchko Львівський національний аграрний університет вул. В. Великого, 1, м. Дубляни, Україна, 80381, Україна https://orcid.org/0000-0002-3675-0503
  • Vitalii Kovalchuk Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010, Україна https://orcid.org/0000-0003-4350-1756
  • Ivan Kravets Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна https://orcid.org/0000-0002-2239-849X
  • Oleksiy Gajda Національний університет «Львівська політехніка» вул. С. Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013, Україна https://orcid.org/0000-0002-6206-614X
  • Arthur Onyshchenko Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010, Україна https://orcid.org/0000-0002-1040-4530

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213525

Ключові слова:

земляне полотно, напруження, деформації, несуча здатність, дренажні труби, метод скінченних елементів

Анотація

Проаналізовано технічний стан земляного полотна залізничної колії та проблеми забезпечення його міцності та стійкості при дії паводкових вод та перезволоження на ділянках колії у процесі експлуатації. У результаті цього встановлено, що розробка методів підвищення несучої здатності земляного полотна є необхідною.

Проведено георадіолокаційні дослідження проблемних ділянок земляного полотна залізничної колії, на основі яких знайдено розподіл неоднорідності земляного полотна у вертикальній площині та межі її розташування. Тому дослідження з використанням георадіолокації дозволяють виявляти приховані дефектні місця земляного полотна без порушення його міцністних характеристик.

Запропоновано спосіб підвищення несучої здатності хворого земляного полотна залізничної колії із застосуванням комбінованого розташування дренажних труб у вертикальному та горизонтальному напрямах у насипі колії. Особливістю цього способу є можливість відводити воду на різних рівнях залягання поверхневих вод, що дозволяє підвищити несучу здатність хворого земляного полотна.

Проведено дослідження напружено-деформованого стану земляного полотна підсиленого трубчастими дренажами. У результаті чого доведено ефективність застосування трубчастих дренажів для підвищення несучої здатності перезволоженого земляного полотна залізничної колії при дії постійних та тимчасових навантажень.

Результатами проведених досліджень встановлено, що з однієї сторони деформативність земляного полотна підвищується при застосуванні трубчастих дренажів, але це тільки у початковий період їх укладання, проте в подальшій експлуатації, коли вони відводять воду з тіла земляного полотна, навпаки буде підвищуватися несуча здатність земляного полотна за рахунок покращення фізико-механічних властивостей ґрунтів

Біографії авторів

Josyp Luchko, Львівський національний аграрний університет вул. В. Великого, 1, м. Дубляни, Україна, 80381

Доктор технічних наук, професор

Кафедра будівельних конструкцій

Vitalii Kovalchuk, Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра мости, тунелі і гідротехнічні споруди

Ivan Kravets, Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010

Аспірант

Кафедра мости та тунелі

Oleksiy Gajda, Національний університет «Львівська політехніка» вул. С. Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельне виробництво

Arthur Onyshchenko, Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра мости, тунелі і гідротехнічні споруди

Посилання

  1. Diachenko, L. I., Kyslyi, H. P., Kurach, V. O. (2001). Instruktsiya z utrymannia zemlianoho polotna zaliznyts Ukrainy. Dnipro: Vyd-vo ATZT VKF “Art-Pres”, 104.
  2. Pravyla tekhnichnoi ekspluatatsii zaliznyts Ukrainy (2003). Zatv.: Nakaz Mintransu Ukrainy No. 411 vid 20.12.1996 r. iz zminamy ta dopovnenniamy. Kyiv, 133.
  3. Sait Ukrzaliznytsi. Available at: https://www.uz.gov.ua/search/?split=0&q=%D0%B4%D0%B5%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8+%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D1%96%D1%97&from=&to=&lang=&section=
  4. Kovalchuk, V., Sysyn, M., Nabochenko, O., Pentsak, A., Voznyak, O., Kinter, S. (2019). Stability of the Railway Subgrade under Condition of Its Elements Damage and Severe Environment. MATEC Web of Conferences, 294, 03017. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201929403017
  5. Zaliznychnyky zavershuiut vidnovlennia koliy, poshkodzhenykh poveniamy na Ivano-Frankivshchyni (2020). Available at: http://railway.lviv.ua/info/press-center/news/article/2020/july/2105/
  6. Novorichnyi “siurpryz” vid stykhiyi (2008). Lvivskyi zaliznychnyk. Available at: http://railway.lviv.ua/fileadmin/gazeta/2008/N01/2.pdf
  7. Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., Kulazhenko, O. M. (2016). Box Test Researches of Subgrade Reinforcement for the Increase of Motion of Trains on the Ukrainian Railways. Ukrainska zaliznytsia, 5 (35), 40–45. Available at: http://eadnurt.diit.edu.ua/handle/123456789/4770
  8. Hurtina, L. H., Khlapuk, M. M., Shuminskyi, V. D. (2019). Zastosuvannia armuvannia hruntovykh sporud v hidrotekhnichnomu ta tsyvilnomu budivnytstvi. Hidroenerhetyka Ukrainy, 1-2, 72–75. Available at: https://uhe.gov.ua/sites/default/files/2019-08/18.pdf
  9. Lanis, A. L. (2019). Armirovanie ekspluatiruemyh vysokih nasypey s in'ektirovaniem tverdeyushchih rastvorov. Novosibirsk, 409.
  10. Latvala, J., Nurmikolu, A., Luomala, H. (2016). Problems with Railway Track Drainage in Finland. Procedia Engineering, 143, 1051–1058. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.098
  11. Tasalloti, A., Marshall, A. M., Heron, C. M., Hashemi, M. A. (2020). Geocellular railway drainage systems: Physical and numerical modelling. Transportation Geotechnics, 22, 100299. doi: https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2019.100299
  12. Slavinska, О., Savenko, V., Bubela, A., Yaremov, A. (2018). Investigation of the work of the road construction at the sites by pipe drenes from materials of different origin. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (92)), 18–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126512
  13. Bubela, A., Bondarenko, L., Chechuha, O., Slavinska, O. (2020). Research of the work of small drainage drainage on the intensity of drainage, taking into account the influence of vibration. Dorogi i Mosti, 21, 201–216. doi: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2020.21.201
  14. Kovalchuk, V., Markul, R., Bal, O., Мilyanych, A., Pentsak, A., Parneta, B., Gajda, A. (2017). The study of strength of corrugated metal structures of railroad tracks. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (86)), 18–25. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96549
  15. Kovalchuk, V., Markul, R., Pentsak, A., Parneta, B., Gayda, O., Braichenko, S. (2017). Study of the stress-strain state in defective railway reinforced-concrete pipes restored with corrugated metal structures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (89)), 37–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109611
  16. Kovalchuk, V., Kovalchuk, Y., Sysyn, M., Stankevych, V., Petrenko, O. (2018). Estimation of carrying capacity of metallic corrugated structures of the type Multiplate MP 150 during interaction with backfill soil. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (91)), 18–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.123002
  17. Kovalchuk, V., Hnativ, Y., Luchko, J., Sysyn, M. (2020). Study of the temperature field and the thermo-elastic state of the multilayer soil-steel structure. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 65–78. doi: http://doi.org/10.7409/rabdim.020.004
  18. Nabochenko, O., Sysyn, M., Kovalchuk, V., Kovalchuk, Y., Pentsak, A., Braichenko, S. (2019). Studying the railroad track geometry deterioration as a result of an uneven subsidence of the ballast layer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (97)), 50–59. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154864
  19. Sysyn, M., Nabochenko, O., Kovalchuk, V., Gerber, U. (2019). Evaluation of railway ballast layer consolidation after maintenance works. Acta Polytechnica, 59 (1), 77–87. doi: https://doi.org/10.14311/ap.2019.59.0077
  20. Sysyn, M., Kovalchuk, V., Gerber, U., Nabochenko, O., Parneta, B. (2019). Laboratory Evaluation of Railway Ballast Consolidation by the Non-Destructive Testing. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 21 (2), 81–88. doi: https://doi.org/10.26552/com.c.2019.2.81-88
  21. Ashpiz, E. S., Savin, A. N. (2006). Monitoring sostoyaniya vysokih nasypey Verhovskoy distantsii puti Moskovskoy zheleznoy dorogi. Materealy tret'ey nauch.-tehn. konf. s mezhdunar. uchastiem. Moscow, 76–79.
  22. Sysyn, M., Kovalchuk, V., Gerber, U., Nabochenko, O., Pentsak, A. (2020). Experimental study of railway ballast consolidation inhomogeneity under vibration loading. Pollack Periodica, 15 (1), 27–36. doi: https://doi.org/10.1556/606.2020.15.1.3
  23. DBN. 2.3-19:2018. Sporudy transportu. Zaliznytsi koliyi 1520 mm. Normy proektuvannia (2018). Kyiv: Minrehionbud, 126.
  24. Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., Kupriy, V. P. (2015). Analysis of reinforced railway bed stability for realization of terms of his safety at the increase of speed movement. Electromagnetic Compatibility and Safety on Railway Transport, 9, 76–85. Available at: http://ecsrt.diit.edu.ua/article/view/73849/pdf_83
  25. Petrenko, V. D., Huzchenko, V. T., Tiutkin, A. L., Alkhdour, А. М. М., Kovalevich, V. V. (2012). Comparative analysis NDS subgrade when modernization. Bridges and tunnels: Theory, Research, Practice, 1, 69–74.
  26. Kravets, I., Luchko, J., Kovalchuk, V. (2019). GPR method as a non-destructive method for subgrade monitoring. Dorogi і Mosti, 19-20, 117–137. doi: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2019.19.119
  27. DBN V.1.2-15.2009. Sporudy transportu. Mosty ta truby. Navantazhennia i vplyvy (2009). Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 83.
  28. Luchko, Y. Y., Kovalchuk, V. V., Kravets, I. B. (2020). Mosty i truby z hofrovanykh metalevykh konstruktsiy ta monitorynh gruntovykh osnov dorih i sporud. Lviv: Svit, 272.
  29. Drenazhnaia truba PRAGMA. Available at: https://pn20.com.ua/ua/products/drenajnaya-truba/
  30. Shvets, V. B., Shapoval, V. G., Petrenko, V. D. (2008). Fundamenty promyshlennyh, grazhdanskih i transportnyh sooruzheniy na sloistyh gruntovyh osnovaniyah. Dnepropetrovsk: Novaya ideologiya, 274.
  31. Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., Kulazhenko, Ye. Yu., Kulazhenko, O. M. (2016). Matematychne modeliuvannia zemlianoho polotna zaliznychnoi koliyi na osnovi metodu skinchennykh elementiv. Dnipro: Dniprovskyi natsionalnyi universytet zaliznychnoho transportu, 64.
  32. Brinkgreve, R. B. J., Vermeer, P. A. (2002). PLAXIS (version 8) user’s manual. Delft University of Technology and PLAXIS BV.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Luchko, J., Kovalchuk, V., Kravets, I., Gajda, O., & Onyshchenko, A. (2020). Визначення особливостей напружено-деформованого стану армованого земляного полотна залізничної колії трубчастими дренажами. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(7 (107), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213525

Номер

Том 5 № 7 (107) (2020): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Josyp Luchko, Vitalii Kovalchuk, Ivan Kravets, Oleksiy Gajda

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.