A cikk szerzője:

Hudacsek Péter egyetemi tanársegéd
Széchenyi István Egyetem

Dr. Koch Edina egyetemi docens
Széchenyi István Egyetem

Szilvágyi Zsolt egyetemi tanársegéd
Széchenyi István Egyetem

Wolf Ákos egyetemi tanársegéd
Széchenyi István Egyetem

Kis nyílású műtárgyak csatlakozó szakaszainak vizsgálata

A cikkben a szerzők az eltérő szerkezetű és rugalmasságú vasúti pályaszakasz viselkedését vizsgálták dinamikus hatásra, végeselemes programmal, PLAXIS 3D szoftverrel. A tanulmány puha agyag talajba épített, B méretkategóriás műtárgy előtti és utáni átmeneti szakasz viselkedését vizsgálja, különös tekintettel az olyan tényezőkre, mint a vonatsebesség, a töltésmagasság, illetve az átmeneti zónában kialakuló süllyedéskülönbség.

A dinamikus erő szorzója a PLAXIS szoftverben az idő függvényeként tetszőlegesen megadható. Minden pontszerű tehernek saját szorzója van, ezek kapcsolják be és ki a terheket, szimulálva a gördülő jármű hatását. A különböző sebesség (80 km/h és 250 km/h) szimulálásához a dinamikus időlépcsőket változtattuk, míg a pontszerű terhek közötti távolság a sebességtől függetlenül változatlan maradt. Így például egy 80 km/h sebességgel haladó vonat 1,60 m-t 0,072 sec alatt tesz meg, ezért az időintervallumot 0,072 sec-ra kell megválasztani. A teljes áthaladási idő, az első teher hatásától az utolsó megszűnéséig 4,32 sec 80 km/h sebesség esetén. Az utolsó teher kikapcsolása után az áthaladó vonat által keltett feszültséghullámok lecsengéséhez további 2,68 s-ig folytattuk a szimulációt.
A modellezés során az alábbi fázisokat vettük figyelembe:

  1. kezdeti állapot,
  2. földkiemelés,
  3. ágyazati réteg beépítése az áteresz alá,
  4. az áteresz megépítése,
  5. a háttöltés megépítése az áteresz mindkét oldalán,
  6. csatlakozó töltés építése,
  7. a 35 cm vastag zúzottkő alsó ágyazat elhelyezése,
  8. keresztaljak fektetése,
  9. sínek beépítése,
  10. felső ágyazat építése,
  11. a vonat áthaladása,

Az 1–10. modellezési lépésekben plasztikus, drénezett, míg a 11. lépésben dinamikus számítást alkalmaztunk a feszültségek és az alakváltozások meghatározására. Az utolsó fázisban a sínen valamennyi dinamikus pontszerű teher aktív volt, de dinamikus szorzóik révén valójában csak időszakosan, egy-egy pillanatra működtek.

Anyagmodellek, talajparaméterek

A talajok dinamikus terhelés alatti viselkedésének leírására használt anyagmodellek igen összetettek. Ezek az anyagmodellek közvetetten figyelembe veszik, hogy a talajok fázisos összetételűek, a szilárd talajszemcsék között pórusok találhatóak, melyeket részlegesen vagy teljesen víz tölthet ki. Mechanikai szempontból a talaj anizotróp és nemlineáris elasztoplasztikus anyagnak tekintendő. Számos kutatás igazolta, hogy például száraz szemcsés talajok esetén csak a nagyon kis alakváltozások tartományában tekinthetünk el a feszültség-alakváltozás összefüggés nemlineáris voltától (nyírási alakváltozás γ <10–4%).
A legtöbb talaj ciklikus terhelés esetén hiszterézises viselkedést mutat. A talaj egy ciklus alatti alakváltozásainak számításához a G0 nyírási modulust használhatjuk, melyet a hiszterézis hurok végpontjait összekötő szelő meredekségeként lehet definiálni (5. ábra), míg a hiszterézis hurok területe a talaj által elnyelt energiára utal.
Megfigyelhető, hogy az alakváltozás (és ezzel összefüggésben a feszültség) növekedésével a nyírással szembeni ellenállás fokozatosan csökken, a kezdeti lineárisan rugalmas szakaszhoz tartozó nyírási modulus csökken, ugyanakkor a talaj energiaelnyelő képessége nő, amit a csillapítással (D) jellemezhetünk (6. ábra).

5. ábra. Talajok jellemző feszültség-alakváltozás görbéje ciklikus terhelés esetén6. ábra. Nyírási modulus leromlási és csillapítási görbe

Kísérletek szerint a G modulus a kezdeti nagy G0 értékről a nyírási alakváltozások növekedésével a 7. ábra szerint csökken, akár a kezdeti érték 5-10%-ára is leeshet. Az ábrán bejelöltük, körülbelül mely tartományban van a talaj alakváltozása a különböző geotechnikai szerkezetek környezetében és az egyes talajvizsgálatok esetén, továbbá vázoltuk azt is, miként mérhetők a kis alakváltozások.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] European Rail Research Institute. Utrech. ERRI D 230.1/RP 3. Bridge ends. Embankment Structure Transition. State of the Art Report, Nov. 1999.
  • [2] Benz, T., Vermeer, P.A., Schwab, R. (2009): A small-strain overlay model. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol. 33, pp. 25–44.
  • [3] Ray, R.P., Szilvágyi, Zs., Wolf Á.:
  • Talajdinamikai paraméterek meghatározása és alkalmazása. Sínek Világa, 2014/1.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2017 / 2. számában.
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 | ©