Фізична сутність процесу нагромадження залишкових деформацій у баластовому шарі

В даний час, незважаючи на численні дослідження, відсутні фізично обґрунтована загальновизнана методика апріорного визначення (передбачення) залишкових деформацій засміченого баласту з урахуванням утворення виплесків, динамічного (вібраційного) впливу шпал на баласт під колісьми рухомого склада і кліматичних сезонних його змін. Багаторазові спроби вирішити цю задачу класичними методами теорії пружності через використання монотонно змінюється (у процесі наробітку тоннажу) модуля деформації не давали прийнятних результатів. Причина в тім, що модуль деформації баластового шару, зокрема, і підшпальної основи, у цілому, величина стохастична, надзвичайно мінлива як по протязі колії, так і в часі (по сезонах року). Тому в детерміністичній постановці ця задача вирішена бути не може. Для рішення її в стохастичній постановці немає й у доступній для огляду перспективі, видимо, не буде необхідної кількості експериментальних даних за фактичним значенням модуля деформації подшпальної основи різного (реального) його складу і стану. У сучасних умовах існує єдине можливе рішення - це використання апроксимуючих функцій фактичних експериментальних і експлуатаційних даних по нагромадженню залишкових деформацій у залежності від наробітку тоннажу при інтегральному обліку напруг і вібрацій. Таких даних накопичено вже багато.

Відомо, що в колії баластовий шар у процесі експлуатації в залежності від пропущеного тоннажу може знаходитися в одній із трьох стадій стану:

стадія 1 - синхронізації інтенсивності розвитку залишкових деформацій після ремонтів колії, що включають очищення баласту, коли осаду й ущільнення після очищення відбуваються з найбільшою швидкістю внаслідок переупаковки часток, що (швидкість) поступово зменшується з пропущеним тоннажем;

стадія 2 — стабілізації інтенсивності розвитку залишкових деформацій, коли осідання відбувається з постійною швидкістю внаслідок стирання часток при незмінному ущільненні. Цей процес обмежується виникненням локальних розладів — виплесків;

стадія 3 — критичні інтенсивності розвитку залишкових деформацій при значній акумуляції забруднювачів, води, хворобах основної площадки земляної полотнини, коли осаду супроводжується розщільненням часток щебеню і відбувається з поступово збільшеною швидкістю.

Тривалість першої стадії після ремонту колії з очищенням баласту визначається величиною пропущеного тоннажу, при якому відбувається переупаковка часток у товщі очищеного шару баласту. Ця стадія починається після приймання колії в експлуатацію і залежить від товщини очищеного шару баласту, ступеня його ущільнення перед введенням в експлуатацію, міцності основи баластової призми.

Тривалість другої стадії стабілізації інтенсивності розвитку залишкових деформацій при незначному засміченні баласту визначається величиною пропущеного тоннажу, при якому засмічення і зволоження порового простору в щебені досягають значень, гранично припустимих за умовою виникнення виплесків у кінців шпал.

Величина Г закінчення другої стадії визначена в документі "Норми глибини і періодичності очищення щебеню для швидкісного сполученого руху", затвердженому ЦП МШС у 1997 р. [70]. Засмічення баласту, що допускається максимально, встановлюється в два рази меншим обсягу порожнеч між частками щебеню, тобто 20 % від обсягу баласту. При цьому средньомережевий гранично припустимий ваговий зміст сухого забруднювача однакового з щебенем питомої (удельного веса)ваги не повинне перевищувати 17%.

Тривалість третьої стадії критичної інтенсивності розвитку залишкових деформацій, коли інтенсивне осідання колії супроводжується розщільненням баласту і його підвищеною пластичністю, визначається забрудненням баласту, що допускається максимально, рівним 35 % від обсягу баласту. При цьому гранично припустимий ваговий зміст сухого забруднювача однакового з щебенем питомої ваги не повинне перевищувати 26%. У цих умовах нормами ремонтів колії передбачене очищення щебеню відповідно до документів "Технічні умови на роботу з ремонту і планово-попереджувального виправлення колії" і "Норми ремонтів колії (очищення щебеню) при збільшенні глибини очищення щебеню до 35—50см" 1996 м

Дата добавления: 2014-01-07