مطالعه عددی و میدانی ارتباط میان سختی استاتیکی و دینامیکی خطوط ریلی بالاستی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، واحد تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد اسلامی تهران جنوب، تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

سختی قائم خط از پارامترهای مهم و کاربردی در تعیین کیفیت خطوط بالاستی است. نیروهای دینامیکی وارد بر سازه خط، تأثیر قابل ملاحظهای بر مقدار سختی خط دارند؛ از این رو شاخص سختی خط در دو حالت استاتیکی و دینامیکی تعریف میگردد. سختی استاتیکی خط با آزمایش بارگذاری صفحه (PLT) و سختی دینامیکی با آزمایش افت و خیز سنج ضربهای سبک (LWD) قابل اندازهگیری است. انجام آزمایش PLT مستلزم صرف زمان نسبتا زیاد و احیانا مسدودی خط است؛ در حالیکه آزمایش LWD با سرعت بیشتری صورت میپذیرد. از طرفی معیار کنترل سختی خط در آئیننامهها و استانداردها، سختی استاتیکی است؛ بنابراین در این پژوهش با انجام آزمایشهای PLT وLWD در محل و با کمک رگرسیون خطی میان نتایج، ارتباط میان سختی استاتیکی و دینامیکی خط کمیسازی شده است، بهصورتی که با انجام آزمایش LWD میتوان نتیجه تست PLT را استخراج کرد. به منظور بررسی تغییر سختی خط پس از عملیات اصلاح تراز، این آزمایشها در شرایط قبل و بعد از زیرکوبی انجام گرفته اند. همچنین نتایج آزمایشها به همراه یک مدل عددی اجزای محدود برای تعیین سختی لایه بالاستی مورد استفاده قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Numerical and Field Study on the Relationship Between Static and Dynamic Stiffness of Ballast Railway

نویسندگان [English]

  • Morteza Esmaeili 1
  • Jabbar Ali Zakeri 1
  • Hosein Asadi Jartoode 2
  • Fatemeh Khatibi 3
1
2
3
چکیده [English]

Vertical stiffness of ballast railway is an effective parameter on track quality level and maintenance cost. As track dynamic surcharges could have great impact on the majority of stiffness, this parameter need to categorize as static or dynamic. Plate load test (PLT) and light weight deflectometer test (LWD) are two widespread used tests in railway construction processes to measure static and dynamic stiffness’s respectively. PLT is a time consuming test and its implementation is usually accompanied with temporary block of track but LWD have the opportunity to perform faster. On the other hand, static stiffness measured from PLT is the parameter which railway standards and guidelines used to define their criteria about the quality of different track pavement layers. So this paper is concerned to extract a mathematical relation between the results of these two tests. Linear regression method used for this purpose. Static and dynamic stiffness ratios are derived for both situations, before and after tamping process. Finally a finite element numerical model used to calculate vertical stiffness of ballast layer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ballast track
  • static stiffness
  • dynamic stiffness
  • tamping
  • Plate load test
  • light weight deflectometer test
  • Finite element method

مراجع

- Ali, N.A. and Khosla, N. P. (1987) “Determination of layer moduli using a falling weight deflectometer”, Transportation Research Record-TRB, An International Journal, Vol. 1117, pp. 1-10.
- Asli, C., Feng, Z-Q., Porcher, G. and Rincent, J. (2012) “Back-calculation of elastic modulus of soil and subgrade from portable falling weight deflectometer measurements”, Engineering Structures, An International Journal, Vol. 34, pp. 1-7.
- Benedeto, A., Tosti, F. and Di Domenico, L. (2012)“Elliptic model for prediction of deflections induced by a light falling weight deflectometer”, Terramechanics, An International Journal, Vol. 49, pp. 1-12.
- Benedetto, A., D’Amico, F. and Tosti, F. (2014) “Improving safety of runway over run through the correct numerical evaluation of rutting in cleared and graded areas”, Safety Science, An International Journal, Vol. 62, pp. 326-338.
- Bertulienė, L., Laurinavičius, A. and Lapinskienė, O. (2010) “Research of strength measurement methods on subgrade of experimental road pavement”, Modern Building Materials, Structures And Technics, An International Conference, 10th, May 19-21.
- Camargo, F., Larsen, B., Chadbourn, B., Roberson, R. and Siekmeier, J., (2006) “Intelligent compaction: a minnesota case history”, 54th Annual University of Minnesota Geotechnical Conference, February17th.
- Chen, Bilyeu (1998)“Comparison of resilient moduli between field and laboratory testing: a case study”, 76th Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington, D.C.
- De Chiara, F., Pereira, D., Fontul, S. and Fortunato, E. (2012)“Track substructure assessment using non-destructive load tests. a Portuguese case study”, Procedia-Social and Behavioral Sciences, An International Journal, Vol. 53, pp. 1131 – 1140.
- Elhakim, A. F., Elbaz, K. and Amer, M. (2014) “The use of light weight deflectometer for in situ evaluation of sand degree of compaction”, Housing and Building National Research Center-HBRC, An International Journal.
- Fengier, J., Pożarycki, A. and Garbowski, T. (2013) “Stiff-plate bearing test simulation based on FWD results”, Procedia Engineering, An International Journal, Vol. 57, pp. 270 – 277.
- Gopalakrishnan, K. and Papadopoulos, H. (2011) “Reliable pavement back calculation with confidence estimation”, Scientia Iranica, An International Journal, Vol.18, No. 6, pp. 1214-1221.
- Newcomb, D.E. (1987) “Comparison of field and laboratory estimated resilient moduli of pavement materials”, Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 56, pp. 91-106.
- Montepara, A., Tebaldi, G., Marradi, A. and Betti, G. (2012) “Effect on pavement performance of a subbase layer composed by natural aggregate and RAP”, An International Journal of Procedia-Social and Behavioral Sciences, Vol. 53, pp. 981–990
- Naval Facilities Engineering Command, Publications transmittal, NAVFAQ DM7 01” Soil Mechanics”, SN 0525-LP-300-7071, September 1986.
- Van Deusan, D.A., Lenngren, C.A. and Newcomb, D.E. (1994) “A comparison of laboratory and field subgrade moduli at the Minnesota road research project”, Nondestructive Testing of Pavements and Back calculation of Moduli, Vol. 2, ASTM STP 1198.
- Von-Quintus, H.L. and Killingsworth, B.M. (1998) “Comparison of laboratory and in-situ determined elastic moduli”, 76th Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington, D.C

فصلنامه مهندسی حمل و نقل
دوره 7، شماره 2
دی 1394
صفحه 207-222

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 24 خرداد 1393
  • تاریخ بازنگری: 13 شهریور 1393
  • تاریخ پذیرش: 12 اسفند 1393

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار