A cikk szerzője:

Nyári István laboratóriumvezető
Fugro Consult Kft.

Alépítményi rétegrendek anyaga és teherbírása

A hazai vasútépítések során az utóbbi években bevezetett előírásokhoz köthető új szemcsés anyagokkal történő alépítményi rétegrend méretezése vált szükségessé. A korábban alkalmazott nomogramok homokos kavics alapú védőréteghez készültek, melynek talajfizikai paraméterei jelentősen eltérnek az SZK1 szemcsés kiegészítő rétegétől. Időszerű volt egy olyan méretezési eljárás elkészítése, mely figyelembe veszi az utóbbi évek alépítményjavítási technológiáit, anyagait, és gazdaságos anyagfelhasználást tesz lehetővé. Ez a cikk a MÁV Zrt. finanszírozásában, az Universitas-Győr Kft. és a Fugro Consult Kft. együttműködésében készült – Vasúti alépítményi rétegrendek és anyagok laboratóriumi és helyszíni vizsgálata, teherbírási követelmények meghatározása című – kutatási jelentés összefoglalásának szerkesztett változata.

A szondázási eredmények alapján a talajok típusa, konzisztenciája és tömörsége is megállapítható. Korábbi kutatásaink során a szondázási eredményekből teherbírás-számításra is lehetőség nyílik. A módszer során a CPT-szonda csúcsellenállásából az adott réteg összenyomódási modulusa meghatározható. Egy elméleti statikus tárcsás terhelés alatti feszültségeloszlás feltételezéséből és a mért értékekből számított modulusok alapján az alakváltozások számíthatók, és az összegzésből lehet következtetni a statikus tárcsás teherbírás eredményére. A módszer előnye, hogy a tervezési alapérték meghatározására szolgáló teherbírás-eredmény nemcsak egy diszkrét mélységben, hanem a vizsgált mélység függvényében számítható. Ezáltal az eredmény egy teherbírási vonal, mely a 7. ábra jobb oldalán látható.

7. ábra. CPT-szon­dázási eredményből számított teherbírási vonal

Végeselemes modell bemutatása, számítási eljárás

A végeselemes vizsgálatok Plaxis 2D és Plaxis 3D programokkal készültek. Az elvégzett számításokat három fő csoportba lehet sorolni. Az első számítási csoportba a georáccsal erősített kiegészítő réteg vizsgálatai, míg a második csoportba a stabilizációs réteggel javított kiegészítő réteg vizsgálatai tartoznak. A harmadik számítási csoportban a korábbi években használt homokos kavics védőréteget modellező számítások vannak. A végeselemes modell esetén a futtatásokat 10; 12,5; 15; 20; 25 MPa-os tervezési alapértékű altalajokra és 20; 30; 40; 50 cm-es kiegészítőréteg-vastagságokra végeztük el. A kiegészítő réteg vastagságánál a felső 20 cm-es zónát 95%, míg az alsó zónát 90%-os tömörséggel vettük figyelembe. A statikus tárcsás terhelés során fellépő 300 kPa-os feszültség a modellben is terhelés-visszaterhelés és újraterhelés ciklusban történt.
A vizsgálatok kiértékelésekor láthatóvá vált, hogy az alacsony kohéziójú homokos kavics védőréteg feszültségelosztása az altalajra csekélyebb, mint a magas kohéziójú SZK1-es kiegészítő rétegé. Az SZK1-es réteg alatt – az altalajra jutó kisebb feszültségekből adódóan és a korábban használt HSS talajmodell alkalmazásából – az alakváltozás értékei jó korrelációt mutatnak az átépítések során mért alakváltozással, teherbírási modulusssal. A végeselemes modell egy futtatása látható a 8. ábrán.

8. ábra. Tárcsa alatti altalaj süllyedése a végeselemes futtatásban

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • Buddhima Indraratna, Wadud Salim: Advanced Rail Geotechnology-Ballasted track. CRC Press, 2011.
  • Buddhima Indraratna, Trung Ngo: Ballast Railroad Design. CRC Press, 2018.
  • Claus Göbel, Klaus Lieberenz: Hand­buch Erdbauwerke der Bahnen. Eurail Press, 2004.
  • Dingqing Li, James Hyslip, Ted Suss­mann, Steven Chrismer: Railway Geotechnics. CRC Press, 2015.
  • Dr. Horvát Ferenc, Nyári István (Győr, 2016): Vasúti alépítményi rétegrendek és anyagok laboratóriumi és helyszíni vizsgálata, teherbírási követelmények meghatározása.
  • Paul J. Vardanega, Ph.D, M. D. Bolton, Ph.D.: Stiffness of Clays and Silts: Normalizing Shear Modulus and Shear Strain. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, September 2013, pp. 1575–1589.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2018 / Különszámában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©