24024

بررسي مقاومت برشي بالاست آلوده به ماسه تر پس از خشك شدن

كارشناسي ارشد

مهندسي خطوط راه آهن

1398

1400/04/16

دكتر سيد جواد ميرمحمد صادقي

دكتر عليرضا طلوع كيان

مهندسي راه آهن

بخش زيادي از خطوط ريلي ايران از خطوط بالاستي تشكيل شده¬است. زماني¬كه مصالح آلوده¬كننده به خطوط بالاستي وارد مي¬شوند، موجب تضعيف عملكرد و اختلال در ايمني آن¬ها مي¬شود. مقاومت برشي بالاست نقش مهمي در حفظ پايداري خط دارد. آلودگي مي¬تواند ناشي از عوامل متعدد از جمله نفوذ ريزدانه از سمت بستر، خرد شدگي بالاست يا ورود مصالحي از جمله ماسه، رس و يا گرد زغال¬سنگ باشد. از آن¬جايي¬كه بخش قابل توجهي از خطوط بالاستي ايران در مناطق كويري قرار دارند، در معرض آلودگي با ماسه كوير هستند. حضور رطوبت و سپس خشك شدن بالاست آلوده¬شده و نوع بالاست استفاده¬شده نيز مي¬تواند در مقاومت برشي تغييراتي ايجاد كند. به همين منظور در پايان¬نامه پيش¬رو مقاومت برشي بالاست آلوده به ماسه تر پس از خشك شدن با استفاده از آزمايش برش مستقيم بزرگ مقياس بر روي دو نوع بالاست معدن كوهين و شهريار مورد بررسي قرار گرفت. نمونه¬هايي با 3 ميزان آلودگي 14%، 25% و 34% با 2 ميزان رطوبت 9% و k% مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج نشان داد كه بيشترين مقاومت برشي و زاويه اصطكاك داخلي مربوط به بالاست تميز است (شهريار: kpa 207/8و °51/39 كوهين: kpa 238/9 و°56/09) و آلودگي و رطوبت خشك شده منجر به كاهش اين مقادير مي¬شود. در درصد آلودگي كم و رطوبت پاييني كه نمونه در آن خشك¬شده ¬است، نمونه رفتاري مشابه با حالت خشك از خود نشان مي-دهد. اما در درصد آلودگي بالا(25و34%)و رطوبت بالا(15%)، با افزايش آلودگي مقاومت برشي و زاويه اصطكاك نسبه به حالت¬هاي آلوده ديگر افزايش مي¬يابد ولي به حالت تميز نمي¬رسد. بنابراين بيشترين مقاومت برشي از بين نمونه¬هاي آلوده مربوط به نمونه با آلودگي 34 درصد در رطوبت خشك¬شده 15% مي¬باشد(شهريار: kpa 202/5و °51/09 كوهين: kpa 235/8 و°55/81)كه به حالت بالاست تميز نزديك شده¬است. همچنين با مقايسه نتايج دو نوع بالاست مي¬توان به اين نتيجه دست يافت كه بالاست كوهين با 126/35 مگاپاسكال مقاومت سنگ مادر(UCS) بالاتر(44%) نسبت به بالاست شهريار، 14-7% افزايش در مقاومت برشي و 12-8% در زاويه اصطكاك در حالت تميز و آلوده را منجر مي¬شود. همچنين مقايسه نتايج اختلاف مقاومت برشي دو نوع بالاست آلوده نسبت به حالت تميز نشان داد كه بالاست با مقاومت UCS بيشتر 1/5% اختلاف كمتري نسبت به بالاست با مقاومت UCS كمتر دارد.

1400/04/27

Evaluation of shear strength of ballast contaminated with wet sand after drying

7/7/2022 12:00:00 AM

A large part of Iran's railways consists of ballasted tracks. When contaminants enter the ballasted tracks, they weaken their performance and impair their safety. Ballast shear strength plays a vital role in maintaining track stability. Contamination can be caused by various factors, including fine-grained infiltration from the bed, high crushing, or the entry of materials such as sand, clay, or coal dust. Since a significant part of Iran's ballasted tracks are located in desert areas, they are exposed to desert sand contamination. The presence of moisture and then drying of the contaminated ballast and the type of ballast used can also cause changes in shear strength. For this purpose, in the leading thesis, the shear strength of wet sand-contaminated ballast after drying was investigated using a large-scale direct shear test on two types of ballasts of Coohin and Shahriyar mines. Samples with three contamination levels of 14%, 25%, and 34%, with two humidity levels of 9% and 15%, were tested. The results showed that the highest shear strength and internal friction angle are related to clean ballast (Shahriar: 207.8 kpa and 51.39 ° Coohin: 238.9 kpa and 56.09 °), and fouling percentage and dried moisture lead to a decrease in these values. At low contamination rates and low humidity at which the sample is dried, the sample behaves similarly to the dry state. However, in high fouling percentage (25 and 34%) and high humidity (15%), with increasing of fouling, the shear strength and friction angle increase relative to other contaminated states, but it does not reach a clean state. Therefore, the highest shear strength among the fouling samples related to the sample with 34% contamination in the dried moisture of 15% (Shahriar: 202.5 kpa and 51.09 ° Coohin: 235.8 kpa and 55.81 °) which is close to clean ballast. Comparing the results of two types of ballasts, it can be concluded that Coohin ballast with a 126.35 MPa mother rock strength (UCS) higher (44%) than Shahriar ballast, increase in shear strength between 7-14% and friction angle between 8-12% in a clean and dirty condition. Also, comparing the difference in shear strength between the two types of contaminated ballasts compared to the clean state showed that the ballast with more UCS resistance is 1.5% less different than the ballast with less UCS resistance.

بالاست , ماسه , آلودگي بالاست , آزمايش برش مستقيم , مقاومت برشي

Ballast , Sand , Ballast contamination , Direct shear test , Shear strength