Розробка методики оцінювання ступеня ущільнення земляного полотна за швидкістю поширення пружних хвиль

Автор(и)

  • Віталій Володимирович Ковальчук Національний транспортний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4350-1756
  • Іван Богданович Кравець Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Україна https://orcid.org/0000-0002-2239-849X
  • Ольга Сергіївна Набоченко Львівська філія Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Україна https://orcid.org/0000-0001-6048-2556
  • Артур Миколайович Онищенко Національний транспортний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-1040-4530
  • Олександр Володимирович Федоренко Комунальна корпорація «Київавтодор», Україна https://orcid.org/0000-0002-3464-597X
  • Андрій Ярославович Пенцак Національний університет «Львівська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0001-7491-6730
  • Олексій Вікторович Петренко Національний університет Львівська політехніка, Україна https://orcid.org/0000-0002-8870-8534
  • Наталія Олександрівна Гембара Українська академія друкарства, Україна https://orcid.org/0000-0003-0710-8615

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225520

Ключові слова:

земляне полотно, пружна хвиля удару, інерційні дослідження, швидкість поширення хвилі, щільність

Анотація

Проаналізовано методи оцінки технічного стану земляного полотна залізничної колії та автомобільних доріг у процесі його експлуатації. У результаті цього доведено, що питання моніторингу та контролю якісного ущільнення неоднорідного земляного полотна є актуальним і потребує розробка достовірних експериментальних методів оцінки ступеня ущільнення ґрунтів земляного полотна.

Розроблено методику лабораторного визначення ущільнення земляного полотна на основі інерційних мікрокомп’ютерних технологій, що дозволяє проводити оцінку ступеня ущільнення ґрунтів земляного полотна у залежності від швидкості поширення пружних хвиль удару.

Проведено експериментальні дослідження швидкості поширення пружних хвиль в однорідному земляному полотні із крупнозернистого піску та неоднорідному земляному полотні із крупнозернистого піску із шаром глини по середині призми.У результаті чого встановлено, що швидкість розповсюдження пружної хвилі у неоднорідному земляному полотні має нижче значення, аніж швидкість розповсюдження хвилі в однорідному земляному полотні.

При динамічній інтерпретації, із використанням дискримінантного статистичного аналізу, встановлено характерні особливості розподілу прискорень у тілі насипу однорідного та неоднорідного земляного полотна в залежності від ступеня їх ущільнення, що дозволить проводити моніторинг стану земляного полотна у процесі експлуатації. Оскільки від ступеня ущільнення ґрунту безпосередньо залежать деформаційні характеристики земляного полотна та технічного стану доріг вцілому.

Біографії авторів

Віталій Володимирович Ковальчук, Національний транспортний університет

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра «Мости, тунелі і гідротехнічні споруди»

Іван Богданович Кравець, Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Аспірант

Кафедра «Мости та тунелі»

Ольга Сергіївна Набоченко, Львівська філія Дніпровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Рухомий склад і колія»

Артур Миколайович Онищенко, Національний транспортний університет

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра «Мости, тунелі і гідротехнічні споруди»

Олександр Володимирович Федоренко, Комунальна корпорація «Київавтодор»

Виконувач обов'язків генерального директора, заступник генерального директора з розвитку виробництва

Андрій Ярославович Пенцак, Національний університет «Львівська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Будівельне виробництво»

Олексій Вікторович Петренко, Національний університет Львівська політехніка

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Будівельне виробництво»

Наталія Олександрівна Гембара, Українська академія друкарства

Кандидат технічних наук

Кафедра «Інженерна механіка»

Посилання

  1. Hu, M., O’Sullivan, C., Jardine, R. R., Jiang, M. (2010). Stress-induced anisotropy in sand under cyclic loading. Granular Matter, 12 (5), 469–476. doi: http://doi.org/10.1007/s10035-010-0206-7
  2. Wichtmann, T., Niemunis, A., Triantafyllidis, T. (2010). Strain accumulation in sand due to drained cyclic loading: on the effect of monotonic and cyclic preloading (Miner's rule). Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 30 (8), 736–745. doi: http://doi.org/10.1016/j.soildyn.2010.03.004
  3. Derzhavni budivelni normy Ukrainy. Sporudy transportu. Zaliznytsi kolii 1520 mm. Normy proektuvannia. DBN.2.3-19:2018 (2018). Kyiv: Minrehionbud, 126. Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=80894
  4. DSTU B V.2.1-12:2009 Hrunty. Metod laboratornoho vyznachennia maksymalnoi shchilnosti (2010). Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 9. Available at: http://profidom.com.ua/v-2/v-2-1/1423-dstu-b-v-2-1-122009-metod-laboratornogo-viznachenna-maksimalnoji-shhilnosti
  5. DIN 18127:2012. Baugrund, Untersuchung von Bodenproben. Proctorversuch (2012). Berlin: Deutsches Institut für Normung, 32. doi: http://doi.org/10.31030/1906160
  6. Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12 400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)) (2007). ASTM Standard D698. ASTM International. West Conshohocken. doi: http://doi.org/10.1520/d0698-07e01
  7. Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)) (2009). ASTM Standard D1557. ASTM International. West Conshohocken. doi: http://doi.org/10.1520/d1557-09
  8. Aleksandrova, N. P., Semenova, T. V., Dolgikh, G. V. (2015). Metody opredeleniia maksimalnoi plotnosti gruntov zemlianogo polotna avtomobilnykh dorog. Omsk: SibADI, 59. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24902159
  9. Panasiuk, Y. I., Boyarchuk, B. А., Talakh, L. O., Protsiuk, V. O. (2020). Determination of maximum soil density. Modern technologies and methods of calculations in construction, 13, 64–70. doi: http://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2020-3(13)-08
  10. Sait proiektu «Velyke budivnytstvo». Available at: https://bigbud.kmu.gov.ua/
  11. Luchko, J., Kovalchuk, V., Kravets, I., Gajda, O., Onyshchenko, A. (2020). Determining patterns in the stressed­deformed state of the railroad track subgrade reinforced with tubular drains. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (107)), 6–13. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213525
  12. Pavliuk, D. O., Pavliuk, V. V., Pavliuk, V. V., Shuriakov M. V. (2012). Prystrii dlia avtomatyzovanoho vymiriuvannia faktychnoho ta asymptotychnoho modulia deformatsii gruntiv ta osnov dorozhnikh odiahiv. Avtoshliakhovyk Ukrainy, 1, 33–37. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/au_2012_1_11
  13. Izvolt, L., Sestakova, J., Smalo, M. (2016). Analysis of results of monitoring and prediction of quality development of ballasted and ballastless track superstructure and its transition areas. Communications – Scientific Letters of the University of Zilina, 18 (4), 19–29. Available at: https://www.researchgate.net/publication/317756116_Analysis_of_results_of_monitoring_and_prediction_of_quality_development_of_ballasted_and_ballastless_track_superstructure_and_its_transition_areas
  14. Antipov, V., Ofrikhter, V. (2016). Modern nondestructive method of researching of geological-engineering section. PNRPU Construction and Architecture Bulletin, 7 (2), 37–49. doi: http://doi.org/10.15593/2224-9826/2016.2.04
  15. Catalina, O. M. (2003). Inversion method for spectral analysis of surface waves (SASW). Institute of Technology, 287. Available at: https://smartech.gatech.edu/handle/1853/5124
  16. Sussmann, T. R., Thompson, H. B., Stark, T. D., Wilk, S. T., Ho, C. L. (2017). Use of seismic surface wave testing to assess track substructure condition. Construction and Building Materials, 155, 1250–1255. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.02.077
  17. Suto, K. (2007). Multichannel analysis of surface waves (MASW) for investigation of ground competence: an introduction. Engineering Advances in Earthworks. Australian Geomechanics Society, 71–81.
  18. Park, C. B., Miller, R. D., Xia, J. (1999). Multichannel analysis of surface waves. Geophysics, 64 (3), 800–808. doi: http://doi.org/10.1190/1.1444590
  19. Dashwood, B., Gunn, D., Curioni, G., Inauen, C., Swift, R., Chapman, D. et. al. (2020). Surface wave surveys for imaging ground property changes due to a leaking water pipe. Journal of Applied Geophysics, 174, 103923. doi: http://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2019.103923
  20. Przybylowicz, M., Sysyn, M., Kovalchuk, V., Nabochenko, O., Parneta, B. (2020). Experimental and theoretical evaluation of side tamping method for ballasted railway track maintenance. Transport Problems, 15 (3), 93–106. doi: http://doi.org/10.21307/tp-2020-036
  21. 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: http://doi.org/10.14311/ap.2019.59.0077
  22. Sysyn, M., Gerber, U., Kovalchuk, V., Nabochenko, O. (2018). The complex phenomenological model for prediction of inhomogeneous deformations of railway ballast layer after tamping works. Archives of Transport, 47 (3), 91–107. doi: http://doi.org/10.5604/01.3001.0012.6512
  23. Sysyn, M., Kovalchuk, V., Nabochenko, O., Kovalchuk, Y., Voznyak, O. (2019). Experimental Study of Railway Trackbed Pressure Distribution Under Dynamic Loading. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 14 (4), 504–520. doi: http://doi.org/10.7250/bjrbe.2019-14.455
  24. 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: http://doi.org/10.26552/com.c.2019.2.81-88
  25. 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: http://doi.org/10.1556/606.2020.15.1.3
  26. Liakhovitskii, F. M., Khmelevskoi, V. K., Iaschenko, Z. G. (1989). Inzhenernaia geofizika. Moscow: Nedra, 254.
  27. Donohue, S., Long, M. (2010). Assessment of sample quality in soft clay using shear wave velocity and suction measurements. Géotechnique, 60 (11), 883–889. doi: http://doi.org/10.1680/geot.8.t.007.3741
  28. Gunn, D., Dashwood, B. A. J., Bergamo, P., Donohue, S. (2016). Aged embankment imaging and assessment using surface waves. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Forensic Engineering, 169 (4), 149–165. doi: http://doi.org/10.1680/jfoen.16.00022

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-26

Як цитувати

Ковальчук, В. В., Кравець, І. Б., Набоченко, О. С., Онищенко, А. М., Федоренко, О. В., Пенцак, А. Я., Петренко, О. В., & Гембара, Н. О. . (2021). Розробка методики оцінювання ступеня ущільнення земляного полотна за швидкістю поширення пружних хвиль. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(5 (109), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225520

Номер

Том 1 № 5 (109) (2021): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Виталий Владимирович Ковальчук, Иван Богданович Кравец, Ольга Сергеевна Набоченко, Артур Николаевич Онищенко, Александр Владимирович Федоренко, Андрей Ярославович Пенцак, Алексей Викторович Петренко, Наталия Александровна Гембара

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.