közlekedésépítési szemle - Széchenyi István Egyetem
közlekedésépítési szemle - Széchenyi István Egyetem
közlekedésépítési szemle - Széchenyi István Egyetem
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
2010. AUGUSZTUS<br />
A laborvizsgálat során három különbözô rugalmassági modulusú<br />
alépítményt (pl. 9, 15 és 25 MPa), új és használt zúzottkövet,<br />
három függôleges terhelési értéket és legalább három típusú<br />
georácsot szeretnénk mérni, ami legkevesebb 54 esetet jelent.<br />
A georács interlocking hatásának magassági függvényét az I.–IV.<br />
síkokon történô vízszintes nyírások közben fellépô ellenállások<br />
mérésével – amelyek a súrlódás hatását kiszûrve megegyeznek<br />
az F H erôvel – tervezzük meghatározni. A négy nyírási síkot is figyelembe<br />
véve, (minimum) 216 mérést kell végrehajtanunk, ami<br />
nagyon idôigényes feladat. A kísérlet során a zúzottkô ágyazat<br />
mindenkor azonos tömörségét úgy tudjuk majd biztosítani, hogy<br />
azonos tömörítési munkát alkalmazunk (azonos tömörítô eszköz,<br />
azonos rétegek, azonos tömörítési járatszám stb.). Mérnünk és<br />
regisztrálnunk kell az alapkeretben lévô rugalmas anyag pontos<br />
rugalmassági modulusát, a zúzottkô ágyazat szemeloszlását, a<br />
függôleges és vízszintes terhelés nagyságát, a láda aljának vízszintes<br />
elmozdulását, valamint a süllyedésértékeket. A georács<br />
síkjánál, valamint a felsô keretek nyírással párhuzamos oldalain<br />
vizsgálóablakokat alakítunk ki, ahol a szemcsemozgásokat lehet<br />
figyelemmel kísérni, filmre venni.<br />
Mivel a laboratóriumi mérésekkel mindig valamilyen szükségszerû<br />
elhanyagolással, közelítéssel vagyunk csak képesek a valós körülményeket<br />
modellezni, ezért a pontosabb eredményekhez tényleges<br />
terepi mérésekre van szükségünk. Ehhez – a nemzetközi publikációkhoz<br />
hasonlóan – próbaszakaszokat érdemes kialakítani viszonylag<br />
nagy forgalmú és terhelésû vasútvonalakon. A próbaszakaszoknak<br />
georács erôsítéses szakaszokból és georács nélküli kontrollszakaszokból<br />
kell állniuk annak érdekében, hogy referenciaméréseink is<br />
legyenek. A georácsokat – meglévô pályába – célszerûen az ágyazatrostálási<br />
munkával egybekötve ajánlott beépíteni (60 m hosszú<br />
georácsos szakaszt követôen 60 m hosszú referencia szakasz, és így<br />
tovább öt különbözô típusú georáccsal). Az FKG szabályozást követôen<br />
öt aljanként fel kell venni a sínkoronák magassági és a vágány<br />
vízszintes helyét 0,1 mm pontossággal.<br />
Ehhez külön erre a célra telepített geodéziai mérési alappilléreket,<br />
vagy a felsôvezetéki oszlopokra ragasztott gombokat lehet<br />
használni. Meghatározott idôközönként (1 hét, 2 hét, 1–2–6–12–<br />
18–24 hónap) ismételt geodéziai méréseket kell végrehajtani. A<br />
különbözô típusú georács erôsítéses szakaszokon kialakult sülylyedések<br />
egymáshoz, valamint az erôsítés nélküli próbaszakaszok<br />
fekszinthibáihoz hasonlíthatók, illetve a változás is számítható az<br />
átgördült elegytonna függvényében. Ezzel egyben az egyes georács<br />
típusok vágánystabilizálási hatékonyságát, valamint további<br />
számítások elvégzésével a beépítés következtében ritkábban<br />
szükségessé váló szabályozási munkák révén elérhetô költségmegtakarítást<br />
is meg lehet állapítani. Az átgördült elegytonna<br />
vagy tengelyszám függvényében a kialakuló irány-, fekszint- és<br />
síktorzuláshibák matematikai közelítô függvényei is megadhatók.<br />
A laboratóriumi mérésekkel összefüggésben a geometriai<br />
stabilizálás szempontjából hatékony ágyazatvastagság is meghatározható.<br />
A mérendô georácsaink a Hegyeshalom–Budapest Kelenföld vasútvonal<br />
jobb vágányának 1619 és 1629 szelvényei közé fognak<br />
beépülni. A 11. ábrán az 1621–1622 szelvények közötti pozícióból<br />
Hegyeshalom felé fotózva láthatjuk a szóban forgó vágányt<br />
az elsárosodott ágyazattal, ami egyértelmûen mutatja a vízzsákok<br />
kialakulását (világos foltok a zúzottkô ágyazaton). A 12. ábra<br />
egy feltárt vágatot mutat, amelybôl szemmel láthatóan folyik<br />
ki a felgyülemlett víz. A 13. ábrán egy konkrét beépítési példát<br />
láthatunk, amelynél Tensar georácsot alkalmaztak.<br />
A hivatkozott DEM-es modellezéssel foglalkozó cikkek alapján<br />
bizonyított, hogy nagyon hatékonyan meg lehet határozni a<br />
KÖZLEKEDÉSÉPÍTÉSI SZEMLE 60. ÉVFOLYAM, 8. SZÁM<br />
georács és a zúzottkô szemcsék együttes viselkedését, amihez<br />
mindenképpen szükségünk lesz a laboratóriumi méréseink eredményeire.<br />
Ezeket PFC3D szoftverrel történô szimulációkban fogjuk<br />
felhasználni. A laboratóriumi idô- és költségigényes méréseket<br />
ezzel a modellezéssel kívánjuk egyrészt igazolni, másrészt – a<br />
számítógépen viszonylag könnyen és gyorsan lefuttatható számításokkal<br />
– kiegészíteni. A számítást a zúzottkô szemcsék frakciónként<br />
pontosított alakjával tervezzük elvégezni, a szemeloszlást<br />
is meghatározva, s majd a DEM-es modellben pontosan ilyen<br />
szemeloszlású ágyazati anyaghalmazt fogunk generálni. Így még<br />
több esetet (georács típus és rétegeik száma, zúzottkô szemcsék<br />
kapcsolatainak jellege, stb.) lehet vizsgálni, ezáltal sokkal megbízhatóbb<br />
eredményeket fogunk kapni a georáccsal erôsített<br />
ágyazatú vágányról. A többszintes nyíróládában a vizsgálóablakokon<br />
át figyelemmel kísért szemcsemozgások is elôállíthatók az<br />
említett diszkrét elemes programmal, amelyek így összevethetôk<br />
egymással.<br />
5. összefoglAlás<br />
Jelen cikk a georács erôsítésû vasúti zúzottköves ágyazat diszkrét<br />
elemes modellezési lehetôségeivel foglalkozik, az Itasca Consulting<br />
Group Inc. PFC3D szoftverével történô szimulációt részletesen<br />
tárgyalva. A cikkben bemutattuk az ezzel a témakörrel foglalkozó<br />
eddigi nemzetközi publikációkat, és megfogalmaztuk a<br />
<strong>Széchenyi</strong> <strong>István</strong> <strong>Egyetem</strong> Közlekedésépítési és Településmérnöki<br />
Tanszékén folyó kutatás célkitûzéseit.<br />
SUMMARY<br />
discrete element modelling possiBilities of<br />
the geogrid-reinforced rAilwAy BAllAst<br />
This paper deals with the discrete element modelling (DEM) possibilities<br />
of the geogrid-reinforced railway ballast, in detail it introduces<br />
the simulation with PFC3D developed by Itasca Consulting<br />
Group Inc. The authors showed the results of the Hungarian<br />
and international publications related to this research topic, and<br />
they pointed to the goals of their further research.<br />
irodAlomjegyzék<br />
Bagi, K. (2007): A diszkrét elemek módszere, egyetemi jegyzet,<br />
BME Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék, 2007, p. 73.<br />
Bertrand, D., Nicot, F., Gotteland, P., Lambert, S. (2005): Modelling<br />
a geo-composite cell using discrete analysis, Computers and<br />
Geotechnics, Vol. 32, 2005, pp. 564–577.<br />
Bhandari, A., Han, J. (2009): Investigation of geotextile-soil interaction<br />
under a cyclic load using the discrete element method,<br />
Geotextiles and Geomembranes, Vol. 28, 2009, pp. 33–43.<br />
Brown, S. F., Kwan, J., Thom, N. H. (2007): Identifying the key parameters<br />
that influence geogrid reinforcement of railway ballast,<br />
Geotextiles and Geomembranes, Vol. 25, 2007, pp. 326–335.<br />
Bussert, F. (2009): Recent research into the actual behaviour of<br />
geogrids in reinforced soil, nyomtatásban nem megjelent konferencia<br />
elôadás, Jubilee Symposium on Polymer Geogrid Reinforcement,<br />
2009. szeptember, London (Egyesült Királyság)<br />
Cundall, P. A., Strack, O. D. L. (1979): A Discrete Numerical Model<br />
for Granular Assemblies, Géotechnique, Vol. 29, 1979, pp. 47–65.
Change language