plik pdf - Wydział Inżynierii Lądowej - Politechnika Warszawska

12 Wstęp Wstęp 13Nieco wcześniej teorię Burrnistera rozszerzono na układy warstw anizotropowych.Należy również zwrócić uwagę na pewien wariant teorii Burmisterapodany przez Odemarka (1949) polegający na zaprojektowaniu poszczególnychwarstw nawierzchni o równej sztywności. Matematycznie zadanie Burmisterasprowadza się do rozwiązania równania biharmonicznego we współrzędnychwalcowych. W monografii [60] podano praktycznie całą literaturęi metody obliczania nawierzchni drogowej, opierając się na teorii Burmistera.hl ='"El, IJl-zP I arzhJ, EJ, IJJphl, El, IJl I Płaszczyznastyku lh2, E2' IJ2 B,hn = eo, En, IJnPowierzchnia obciątenia2rf',I • Płaszczyznastyku 2IPowierzchnia gruntu l l l l l l Po - ciśnienie jednostkowePłaszczyznastyku n - l/' /'/Naprętenie nor~..... Warstwa nr l~ /' /' malne na podłate " .....s /'/'/ -, Moduł El2 /' /' / Boussinesq , Współczynnik Poissona IJ 1Ol /' ..------., •••••1: /' /' /' / Układ dwuwarstwo~ '" ./' /' / Płaszczyzna styku "' .;'r-----~-------------~-------------------------~:=-----1'-'PromIeń rozkładu na pod/ote 'Podłate - warstwa nr 2ModułE 2Współczynnik Poissona IJ2Rys. 1.3. Schematy nawierzchni Burmistera, wielowarstwowa pólprzestrzeń sprężysta obciążonastatycznie siłą skupioną. wg [3, 24)Pierwsze próby opisu dynamicznego nawierzchni pojawiły się w opisie biliniowym- półprzestrzeń sprężysta i sprężyny WinkIera. Obciążenie stanowiły ruchome,bezinercyjne pojedyncze prostokąty lub grupa prostokątów modelującychślady opon. Matematycznie rozwiązano zadanie przy wykorzystaniu całek i szeregówFouriera. Wpływ podłoża uwzględnia pewien zastępczy współczynnik.Dalsze prace z końca lat 70. i początku lat 80. zakładały bardziej realnei dokładne modele podłoża, w których uwzględniano przede wszystkim wpływścinania na dynamikę nawierzchni (modele dwuparametrowe i jednokierunkowePasternaka, Własowa, Kandaurowa). Następnie rozpatrywano uogólniony modelWinkIera dwuparametrowy lecz trójkierunkowy. Wreszcie analizowano nawierzchniewszelkiego typu na modelach podłoża wieloparametrowego. W tymostatnim przypadku coraz częściej stosowano superelement skończony; warstwanawierzchni, warstwa podłoża. Zwrócono uwagę na stochastyczność stałychmechanicznych współczynników podłoża, częstości drgań własnych nawierzchniitp. Rozwiązano zadania z nawierzchnią przegubową, zaczęto uwzględniaćnierówności nawierzchni początkowo sztywnego koła na sprężynie (układo jednym stopniu swobody), następnie oscylatory jedno- i dwumasowe.1.4. BADANIA PODŁOŻY NA WIERZCHNIW INSTYTUCIE BADAWCZYM WIEDEŃ-ARSENAŁajmując się zagadnieniami drogowych budowli ziemnych, ich strukturą,statecznością podłoża nawierzchni w strefie aktywnej, nie sposób pominąć,choćby w zarysach, wielkiego programu badawczego z połowy lat osiemdziesiątych,przeprowadzonego w instytucie wiedeńskim. Był to największy,w sensie programu, i najdroższy, oraz najdłuższy program badawczy w tymzakresie na świecie w XX wieku.Biorąc bezpośredni udział w jednym z etapów pomiarowych, można byłoocenić ponadczasowe znaczenie programu badań, najwyższy poziom symulacjiwarunków zewnętrznych pracy fragmentu budowli ziemnej i nawierzchniszynowej i wówczas najnowocześniejsze na świecie zaawansowane technikipomiarowe. Badania przeprowadzano w Instytucie Budowy Maszyn w KompleksieOśrodków Badawczych Wiedeń-Arsenał przy współpracy przedstawicieliodpowiednich instytutów z Holandii i Francji. Poszukiwanie odpowiedniejkonstrukcji podłoża nawierzchni szynowej, a zwłaszcza jego górnejnajbardziej obciążonej strefy, było i jest w dalszym ciągu przedmiotem zainteresowaniawielu zarządów kolei europejskich i Komitetu D 117 Biura Próbi Badań ORE (obecnie ERRI). Były to badania zachowania się modelu w skaliI: 1 i rozkładu sił wewnętrznych w podtorzu przy różnym jego uwarstwieniupod obciążeniem dynamicznym w zmiennej temperaturze i przy różnym zawilgoceniu.Podstawowym założeniem opracowanej koncepcji programu badań laboratoryjnychbył pomiar sił wewnętrznych oraz odkształceń uwarstwionegopodłoża pojedynczego podkładu kolejowego pod obciążeniem symulującymprzejazd pociągu w zmiennych i również symulowanych warunkach atmosferycznych.Głównym urządzeniem do przeprowadzenia tego rodzaju badań byłaprzewoźna skrzynia z betonu zbrojnego o wymiarach około4,0 mx2,0 mx2,0 m umieszczona na podwoziu wagonu kolejowego (rys. 1.4,