12089

بررسي رفتار بالاست مسلح‌شده به روش مكانيكي تحت بار سيكليك

1400

دكتر مرتضي اسمعيلي

دكتر حميدرضا حيدري نوقابي

گسترش روز افزون سرعت قطارها تقاضا را براي استفاده از سيستم حمل‌و‌نقل ريلي بيشتر نموده‌است و خطوط بالاستي به دليل ويژگي‌هايشان همچنان به‌عنوان يكي از انواع مناسب روسازي خطوط ريلي مورد توجه و استفاده هستند. از سويي از جمله عوامل موثر جهت ايجاد زيرساخت مناسب براي خطوط ريلي شناخت ويژگي‌ها و رفتار لايه بالاست در راستاي كنترل مشكلات ناشي از رفتار سنگدانه‌هاي بالاست تحت بارگذاري و حركت قطار مي‌باشد. بطوركلي حركت قطارها روي مسير ريلي ماهيتي سيكليك دارد كه باعث اعمال بارگذاري متناوب بر روي خط ريلي و بالاست مي‌گردد. در بارگذاري ديناميكي ناشي از عبور قطارهاي مسافري و باري، بارگذاري اعمالي موجب مي شود تا سنگدانه‌هاي بالاست رو به زوال رفته و باعث نشست و تغييرشكل در لايه بالاست و نيز خط ريلي ‌شوند. بطوريكه نگهداري بالاست، حدود %60 حجم كل عمليات نگهداري خط ريلي را به خود اختصاص مي‌دهد كه بخش عمده اي از خرابي هاي بالاست به دليل ماهيت بارگذاري ديناميك و تناوبي اعمالي بر سنگدانه‌ها طي عبور قطار مي باشد. بنابراين يكي از مسائلي كه مستلزم مطالعه و بررسي است، شناخت رفتار بالاست تحت بارگذاري سيكليك و بهبود مقاومت بالاست تحت شرايط بارگذاري تناوبي با ارائه راهكارهاي تقويت بالاست مي باشد. محققان براي تحقيق در مورد رفتار خط‌آهن بالاستي تحت بارگذاري متناوب از بازديدهاي ميداني و همچنين شبيه‌سازي بارگذاري‌هاي سيكليك در آزمايشگاه با دستگاه‌هايي مثل جعبه‌بالاست، دستگاه سه‌محوره سيكليك و گاهي نرم‌افزارهاي شبيه‌سازي استفاده مي‌كنند. تا‌كنون روش‌هاي زيادي براي كاهش خرابي‌هاي بالاست استفاده شده كه از جمله آن‌ها مسلح‌سازي بالاست به‌صورت مكانيكي و يا غيرمكانيكي مي‌باشد. در روش هاي تقويت مكانيكي بالاست، با استفاده از پليمرهاي ژئوسنتتيكي مثل ژئوگريدها، ژئوكامپوزيت‌ها، ژئوسل‌ها و... مسلح‌سازي و تثبيت سنگدانه هاي بالاست انجام مي‌شود. در سال هاي اخير ژئوسنتتيك‌ها به دليل ويژگي‌هاي ظاهري و عملكرد مناسبشان در خطوط بالاستي به منظور جلوگيري از نشست خط و بهبود زهكشي مسير و... مورد توجه محققين قرارگرفته‌اند. تاثير جاگذاري مناسب اين پليمرها در بين لايه‌هاي بالاست، زيربالاست و زيرسازي خط ريلي، اندازه چشمه ها، ضخامت و ديگر ويژگي‌هاي موثر ژئوسنتتيك‌ها از جمله مواردي است كه توسط محققين مورد بررسي قرار داده شده است. نتايج محقيقين مختلف در خصوص بررسي تاثير ژئوسنتتيك ها بر ميزان نشست، شكست، تغييرشكل و زوال و كرنش بالاست نشان داده‌اند كه استفاده از تثبيت بالاست با اين روش باعث بهبود كارايي و كاهش شكست و نشست شده و با افزايش سختي منجر به كاهش زوال خط مي‌شود. به‌طوريكه استفاده از ژئوسنتتيك‌ها، ميزان شكست بالاست بازيافت‌شده را %40-48 كاهش مي‌دهند، به اين معني كه شاخص شكست تا حد بالاست تازه بدون ژئوسنتتيك، كاهش مي‌يابد. همچنين استفاده از ژئوگريد در بالاست تازه، نه‌تنها نشست عمودي را كاهش مي‌دهد بلكه شكستگي ذرات را به‌طور قابل توجهي به حداقل مي‌رساند. از اين رو مهندسي و بهينه‌سازي استفاده از اين روش تسليح مي‌تواند به كاهش خرابي بالاست و هزينه‌هاي تعمير و نگهداري خط ريلي به‌ويژه در سرعت هاي بالا كمك نمايد. در اين راستا اخيراً ايده جديدي تسليح خاك با استفاده از نوارهاي لاستيك‌ فرسوده مورد بررسي قرار گرفته كه مي توان بطور مشابه جهت تقويت بالاست از اين روش استفاده نمود. با توجه به اهميت رفتار سيكليك مصالح بالاست، در مطالعه حاضر سعي شده است با مروري بر ادبيات فني و مطالعه مقالات معتبر، ضمن شناسايي روش هاي تقويت و تثبيت مصالح سنگدانه اي، ماهيت و چگونگي رفتار سنگدانه‌هاي بالاست طي آزمايش هاي ديناميكي نظير جعبه بالاست، سه‌محوري سيكليك، منشوري و ... مورد بررسي قرار گيرد.

10/29/2022 12:00:00 AM

79097

1402/04/04

Investigating the behavior of mechanically reinforced ballast under cyclic load

زوال بالاست , بالاست مسلح شده , بارگذاري سيكليك , ژئوسنتتيك , لاستيك فرسوده

worn rubber , geosynthetics, , cyclic loading , reinforced ballast , ballast deterioration