28819

بررسي تأثير نوارهاي لاستيكي (ژئواسكرپ¬ها) بر رفتار برشي بالاست سنگ¬دانه¬اي

كارشناسي ارشد

مهندسي راه اهن

1400

1402/6/28

دكتر مرتضي اسماعيلي

دكتر حميدرضا حيدري نوقابي

راه اهن

زوال بالاست سنگي يكي از مهمترين موضوعات در زمينه تعمير و نگهداري خطوط ريلي بالاستي بوده و ارائه راهكارهايي در جهت بهبود عملكرد و كاهش سرعت زوال آن، گام مهمي در جهت كاهش سرعت زوال خط و هزينههاي تعمير و نگهداري خطوط ريلي خواهد بود. براي كاهش مشكلات ناشي از رفتار بالاست و همچنين جلوگيري از زوال زودهنگام آن، از روشهاي اصلاح و تثبيت بالاست استفاده ميشود. به‌طوركلي روشهاي اصلاح و تثبيت بالاست مي¬تواند به دودسته مكانيكي مانند: قرارگيري ژئوگريدها، ژئوسنتتيكها، خرده لاستيك و... و غيرمكانيكي مانند: تزريق قير و مخلوطهاي قيري، تزريق ملات قير - سيمان و... طبقهبندي شود. تاكنون مطالعات متنوعي در خصوص تثبيت بالاست به روشهاي مكانيكي صورت‌گرفته است. نمونهاي از آن‌ها استفاده از شبكههاي ژئوگريد به علت دارابودن مشخصات ممتازي نظير، مقاومت كششي مناسب در تسليح و جداسازي لايههاي خاكريز و لايههاي روسازي راه و راه¬آهنها است. همچنين در سالهاي اخير به‌منظور بهبود رفتار خطوط بالاستي و افزايش طول عمر آن، تحقيقات گستردهاي در زمينه استفاده از خرده لاستيك به روشهاي مختلف در لايه بالاست انجام شده است. در اين حوزه، استفاده از تاير فرسوده و بازيافت آن‌ها در كاهش آلودگي محيط‌زيست تأثير بسزايي دارد. تاكنون در ادبيات فني، براي تثبيت بالاست از نوارهاي لاستيكي به‌عنوان روش تثبيت مكانيكي، استفاده نشده است؛ ولي نمونه‌هايي از كاربرد آن در مسائل ژئوتكنيكي و خاكي انجام‌گرفته است. در اين مطالعه با معرفي نوع جديدي از ژئوگريد¬هاي ساخته شده به كمك نوارهاي لاستيك فرسوده به نام ژئواسكرپ با ابعاد چشمه¬هاي 5×5، 10×10 و 25× 25 سانتي¬متر مربع، تأثير آن¬ها بر رفتار برشي بالاست در آزمايش برش بزرگ‌مقياس مورد بررسي قرار داده شده است. در اين راستا با انتخاب دانه¬بندي بالاست مطابق گروه 4 نشريه 301 ايران و قراردادن ژئواسكرپ در تراز¬هاي مختلف 6، 12، 18 و 24 سانتي¬متر از كف جعبه پاييني، آزمايش‌هاي متعددي تحت سربار¬هاي قائم 50، 100 و 150 كيلوپاسكال انجام شده و نتايج در قالب منحني تنش برشي - كرنش برشي، مقاومت برشي حداكثر، زاويه اصطكاك داخلي و زاويه اتساع ارائه شده است. جمع¬بندي نتايج نشان مي¬دهد كه چشمه 5×5 در تراز 12 سانتي¬متر از كف جعبه، مطلوب¬ترين شرايط را از نظر افزايش مقاومت برشي، افزايش زاويه اصطكاك داخلي و كاهش زاويه اتساع، براي بالاست فراهم كرده است. به‌طوري‌كه در سربار 50 كيلوپاسكال نسبت به حالت بدون تسليح، مقاومت برشي 30 درصد افزايش، زاويه اصطكاك داخلي 9 درصد افزايش، زاويه اتساع 29 درصد كاهش، در سربار 100 كيلوپاسكال نسبت به حالت بدون تسليح، مقاومت برشي 13 درصد افزايش، زاويه اصطكاك 5 درصد افزايش، زاويه اتساع 27 درصد كاهش، در سربار 150 كيلوپاسكال نسبت به حالت بدون تسليح، مقاومت برشي 16 درصد افزايش، زاويه اصطكاك 8 درصد افزايش و زاويه اتساع 32 درصد كاهش‌يافته است.

1402/07/15

Investigating the effect of rubber bands (Geoscarp) on the shear behavior of aggregate ballast

9/18/2024 12:00:00 AM

Deterioration of stone ballast is one of the most important issues in the field of maintenance and repair of ballast rail lines, and providing solutions to improve performance and reduce the speed of its deterioration will be an important step in reducing the speed of line deterioration and maintenance costs of rail lines. Ballast correction and stabilization methods are used to reduce the problems caused by ballast behavior and also to prevent its early deterioration. In general, the ballast modification and stabilization methods can be classified into two categories, mechanical, such as: placement of geogrids, geosynthetics, crumb rubber, etc., and non-mechanical, such as: injection of bitumen and bituminous mixtures, injection of bitumen-cement mortar, etc. So far, various studies have been conducted regarding ballast stabilization by mechanical methods. An example of them is the use of geogrid networks due to their excellent characteristics such as appropriate tensile strength in reinforcing and separating embankment layers and road and railway pavement layers. Also, in recent years, in order to improve the behavior of ballast lines and increase its lifespan, extensive research has been done in the field of using crumb rubber in different ways in the ballast layer. Using worn tires and recycling them has a significant effect in reducing environmental pollution. Until now, in the technical literature, rubber bands have not been used as a mechanical stabilization method for ballast stabilization; But there are examples of its application in geotechnical and soil issues. In this study, by introducing a new type of geogrids made with the help of worn rubber belts called geoscraps with dimensions of 5×5, 10×10 and 25×25 meshs, their effect on high shear behavior was investigated in a large-scale shear test. given. In this regard, by selecting the highest granulation according to group 4 of Iran publication 301 and placing geoscraps at different levels of 6, 12, 18 and 24 cm from the bottom of the bottom box, several tests were performed under vertical overheads of 50, 100 and 150 kilopascals and the results in Shear stress-shear curve, maximum shear strength, angle of internal friction and angle of expansion are presented. The summary of the results shows that the 5x5 spring at the level of 12 cm from the bottom of the box has provided the most favorable conditions for the ballast in terms of increasing the shear strength, increasing the internal friction angle and decreasing the expansion angle. So that at a load of 50 kPa compared to the unarmed state, the shear resistance increases by 30%, the internal friction angle increases by 9%, the dilatancy angle decreases by 29%, at a load of 100 kPa compared to the unarmed state, the shear resistance increases by 13%, the friction angle by 5%. increase, the expansion angle decreases by 27%, in the overhead of 150 kPa compared to the unarmored state, the shear resistance increases by 16%, the friction angle increases by 8%, and the expansion angle decreases by 32%.

زوال بالاست , تثبيت بالاست , مقاومت برشي , زاويه اصطكاك داخلي , زاويه اتساع , ژئواسكرپ

Ballast deterioration , ballast stabilization , shear strength , internal friction angle , dilatancy angle , Geoscrap.

sara darvishi

Morteza Esmaeili