Purpose. Using adequate granular materials and layer structures in the railway super- and substructure is able to stabilise railway track geometry. For this purpose special behaviour of above materials has to be determined, e.g. inner shear resistance. Inner shear resistance of granular media with and without geogrid reinforcement in different depths is not known yet. Methodology. The author developed a special laboratory method to measure and define inner shear resistance of granular materials, it is called «multi-level shear box test». This method is adequate to determine inner shear resistance (pushing force) vs. depth (distance from the «zero» surface). Two different granular materials: andesite railway ballast (31.5/63 mm) and andesite railway protection layer material (0/56 mm), and seven different types of geogrids (GG1…GG7) were used during the tests. Findings. Values of inner shear resistance functions of andesite railway ballast without geogrid reinforcement and reinforced with different types of geogrids and andesite granular protection layer in function of the vertical distance from the geogrid plane were determined with multi-layer shear box tests when the material aggregation is uncompacted and compacted. Only the compacted sample was tested in case of the 0/56 mm protection layer. Cubic polynomial regression functions fitted on the mean values of the measurements are described graphically. Determination coefficients with values of R2>0.97 were resulted in all the cases of regression functions. Based on the polynomial regression functions fitted on the mean values of the test results, three increasing factors were determined in function of the distance measured from the geogrid. Increasing factor «A», «B» and «D». Originality. Multi-level shear box test, developed by the author, is certified unequivocally adequate for determining inner shear resistance of reinforced and unreinforced granular materials, e.g. railway ballast, protection layer. Practical value. The paper formulated the requirements of using geogrid-reinforced railway ballast and protection layer material to stabilise railway track geometry, e.g. dewatering, draining, separation, minimum ballast depth, and suggested geogrid types from investigated ones.
Цель. Использование соответствующих сыпучих материалов и многослойных структур на макро- и микроуровне конструкции железнодорожного пути способно стабилизировать геометрию железной дороги. Для реализации этой цели должны быть определены соответствующие характеристики применяемых материалов, в т.ч. внутреннее сопротивление сдвигу. Внутреннее сопротивление сдвигу сыпучих материалов с армированием георешеткой и без него – на разных глубинах пока не изучено. Методика. Автором разработан специальный лабораторный метод измерения и определения внутреннего сопротивления сдвигу зернистых материалов, который называется «многоуровневый бокс тестирования на сдвиг». Этот метод является адекватным для определения внутреннего сопротивления сдвигу (сдвигающая сила) в зависимости от глубины (расстояние от «нулевой» поверхности). Во время испытаний было рассмотрено два различных сыпучих материала: балласт (31.5/63 мм) и слой защитного материала (0/56 мм), а также семь различных типов георешеток (GG1...GG7). Результаты. Испытаниями, проводимыми с использованием многоуровневого бокса тестирования на сдвиг, определены значения внутреннего сопротивления сдвигу балласта, как без использования армирования, так и с использованием укрепления различными типами георешеток. Они представлены в виде функции от глубины в вертикальном направлении для уплотненного и неуплотненного состояния материала. При исследовании защитного слоя 0/56 мм рассматривались только уплотненные образцы. Установленные средние значения функции регрессии в виде кубического полинома представлены в графическом виде. Для всех вариантов получены значения коэффициентов детерминации функции регрессии R2>0.97. Используя полиноминальные функции регрессии, полученные по средним значениям результатов испытаний, установлены три основных параметра в зависимости от расстояний, измеренных от георешетки, – «A», «B» и «D». Научная новизна. Разработанный автором многоуровневый бокс тестирования на сдвиг сертифицирован как адекватный для определения внутреннего сопротивления сдвигу армированных и неармированных сыпучих материалов, в том числе балласта и его защитного слоя. Практическая значимость. В статье сформулированы требования и даны рекомендации по выбору типов георешеток для усиления и защиты балласта с целью стабилизации геометрии положения рельсов, а также для случаев дегидрирования, дренирования, сепарирования и неполноты балластного слоя.
Мета. Використання відповідних сипучих матеріалів і багатошарових структур на макро- та мікрорівні конструкції залізничної колії здатне стабілізувати геометрію залізниці. Для реалізації цієї мети повинні бути визначені відповідні характеристики матеріалів, що використовуються, у т.ч. внутрішній опір зсуву. Внутрішній опір зсуву сипучих матеріалів із армуванням георешіткою та без нього – на різних глибинах поки що не вивчено. Методика. Автором розроблено спеціальний лабораторний метод вимірювання та визначення внутрішнього опору зсуву зернистих матеріалів, який має назву «багаторівневий бокс тестування на зсув». Цей метод є адекватним для визначення внутрішнього опору зсуву (сила зсуву) в залежності від глибини (відстань від «нульової» поверхні). Під час випробувань було розглянуто два різних сипучих матеріали: баласт (31.5/63 мм) і шар захисного матеріалу (0/56 мм), а також сім різних типів георешіток (GG1...GG7). Результати. В результаті випробувань, які проводились із використанням багаторівневого боксу тестування на зсув, встановлені значення внутрішнього опору зсуву баласту, як без застосування армування, так і з використанням укріплення різними типами георешіток. Вони представлені у вигляді функції від глибини у вертикальному напрямку для ущільненого та неущільненого стану речовини. При дослідженні захисного шару 0/56 мм були розглянуті тільки ущільнені зразки. Середні значення функції регресії у вигляді кубічного поліному, що були визначені, представлені в графічному вигляді. Для всіх варіантів були отримані значення коефіцієнтів детермінації функції регресії R2>0.97. Використовуючи поліномінальні функції регресії, що отримано за середніми значеннями результатів випробувань, встановлені три основні параметри відносно відстані від георешітки, – «A», «B» і «D». Наукова новизна. Багаторівневий бокс тестування на зсув, що був розроблений автором, сертифікований як адекватний для визначення внутрішнього опору зсуву армованих і неармованих сипучих матеріалів, у тому числі баласту та його захисного шару. Практична значимість. У статті сформульовані вимоги та надані рекомендації щодо вибору типів георешіток для посилення й захисту баласту з метою стабілізації геометрії положення рейок, а також стосовно випадків дегідрування, дренування, сепарування та неповноти баластного шару.
INVESTIGATION OF INNER SHEAR RESISTANCE OF GEOGRIDS BUILT UNDER GRANULAR PROTECTION LAYERS AND RAILWAY BALLAST.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ ГЕОРЕШЕТОК, УЛОЖЕННЫХ ПОД БАЛЛАСТНЫЙ СЛОЙ ДЛЯ ЕГО ЗАЩИТЫ.
ДОСЛІДЖЕННЯ ВНУТРІШНЬОГО ОПОРУ ЗСУВУ ГЕОРЕШІТОК, ЯКІ ВКЛАДЕНІ ПІД БАЛАСТНИЙ ШАР ДЛЯ ЙОГО ЗАХИСТУ
2015-11-10
Science and Transport Progress ; No. 5(59) (2015); 97-106
Aufsatz (Zeitschrift)
Elektronische Ressource
Englisch
granular protection layers , inner shear resistance , geogrid reinforcement , multi-level shear box tests , railway ballast гранульовані захисні шари , армування георешіткою , багаторівневий бокс тестування на зсув , армирование георешеткой , многоуровневый бокс тестирования на сдвиг , внутрішній опір зсуву , баласт , балласт , внутреннее сопротивление сдвигу , гранулированные защитные слои
Metadata by SPU is licensed under CC BY 3.0
DOAJ | 2015
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2006
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2013
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2012
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2016
|