Ступінь ущільнення баластового шару

Гранулометричний склад

Гранулометричний склад баластової призми перевіряють за допомогою стандартних сит. Щебінь повинний проходити через стандартне сито з осередками 60 мм і залишатися на ситі з осередками 20 мм. Використовуючи сита з осередками проміжних розмірів, одержують дані для побудови криві просівання, за результатами досліджень у восьми профілях на відстані 8 м між ними. За допомогою цих кривих можна оцінити неоднорідність матеріалу на зовні подібних ділянках.

У діагностичній практиці гранулометричний склад дозволяє визначити зміст зерен, що перевищує граничне значення, а саме самої великої фракції (так званих «сверхзерен») і самої дрібний («субзерен»). З цією метою проби зважують до і після просівання. Однак перевіряти гранулометричний склад баласту, уже покладеного в колію, потрібно рідко, наприклад при бажанні подати рекламацію на постачання щебеню, коли невідповідність його нормам виявлено безпосередньо на колію. Однак це дає лише частковий ефект, у зв'язку з чим повну перевірку якості матеріалів баластового шару необхідно виконувати в кар'єрі відповідно до діючих норм.

Ущільнення баластового шару під шпалами, у шпальних шухлядах і на укосах — один з найважливіших факторів, що визначають ефективність укладання верхньої будови колії. Швидка й одночасно точна оцінка якості баластування, виконуваної шляховими машинами, неможлива без дослідження ступеня ущільнення баластового шару. При відсутності такої можливості варто застосовувати простий, але потребуючий часу спосіб: вести спостереження росту залишкових деформацій, що займають від декількох місяців до року і більш. Крім того, спостереження не дозволяють виявити вплив щільності баласту на виявлені деформації, причиною яких можуть бути деформації земляного полотна, стиск дерев'яних шпал, прокладок і т.п.

Ступінь ущільнення баластового шару визначають так само, як ступінь ущільнення піщаних ґрунтів, по формулі

ступінь ущільнення варто розглядати як якісний показник. Для баласту безпосередньо застосовувати формулу (5.45) не можна, оскільки на практиці визначити його пористість неможливо. Однак її можна визначити аналітично, користаючись об'ємною масою у о ^и щільністю скельного матеріалу в,:

З формули (5.47) випливає, що ступінь ущільнення баластового шару — функція його об'ємної маси. Однак підвищення маси не можна приписувати лише збільшенню ущільнення баласту. Одночасно протікають і інші процеси, у першу чергу забруднення баласту, що істотно збільшує його об'ємну масу. Отже, дослідження забруднення повинні власне кажучи обмежуватися тільки баластовим шаром і виконуватися швидко, щоб можна було прийняти, що в процесі дослідження ступінь забруднення баласту не змінилася.

Цим умовам відповідає ізотопний метод дослідження маси баласту. Метод полягає у вимірі ослаблення електромагнітного випромінювання, що проходить через досліджуване середовище. Джерелом випромінювання є ізотоп. Потік часток, називаних чи квантами фотонами, випромінюваних ядрами атомів в. результаті ядерного розпаду, має визначену енергію.

Комплект вимірювальних приладів складається з джерела випромінювання (цезій-137 з енергією 0,66 Me), лічильника Гейгера-Мюллера, електронного лічильника числа імпульсів і підсилювача. Джерело випромінювання знаходиться у свинцевому контейнері, з одного торця якого виходить трубка, що занурюється в баласт. На період виміру джерело опускають у трубку (зонд). На поверхні баласту знаходиться лічильник Гейгера-Мюллера. Джерело і лічильник закріплені на рамі (мал. 5.77). Лічильник імпульсів (мал. 5.78) установлюють на відстані несколь-чких метрів від місця виміру.

Вибір підлягаючої виміру зони баласту залежить від мети дослідження. Досліджуючи ефективність підбивання, тобто щільність баласту під шпалами, прилади встановлюють, як показано на мал. 5.79, а при оцінці ефективності роботи шпалопідбійок (ущільнення в шпальних шухлядах) — на мал. 5.80. Зрозуміло, порядок установки приладів в окремих положеннях може бути кожним.

Прилади включають тільки після їхньої установки. Показання лічильника імпульсів знімають після закінчення 1 хв після включення приладів. Знаючи число імпульсів у 1 з і користаючись відповідної тариро-вочной кривої, визначають об'ємну масу баластового шару. Точність виміру дорівнює 5%. Загальна тривалість виміру в одній крапці складає приблизно 5 хв. Тарувальну криву будують за результатами декількох вимірів числа імпульсів при зануренні зонда в шухляду з чистим баластовим матеріалом відомої маси, ущільнюва поступово вручну. Така крива, побудована в, Будапештському інституті залізничного транспорту, зображена на мал. 5.81.

Ізотопний метод дослідження щільності баласту не порушує його стану і відносно кратковремен. Його недоліком є те, що навіть невеликий зсув зонда (порядку декількох сантиметрів) дає досить значні зміни результатів виміру. Це ускладнює визначення щільності баластового шару під шпалами. Даний метод набув застосування в Польщі, ФРН і Угорщини [201]. Виготовлений у ФРН комплект приладів з цезієм-137 як джерело випромінювання розташований на триколісному візку і включає чотири лічильники Гейгера-Мюллера. Стабільність установки зонда щодо рейки досягається за допомогою відповідних калібрів.

Зазначений недолік ізотопного методу послужив поштовхом для розробки в ЦНИИЖТ у 1977 р. приладу для виміру логарифмічного декремента загасання коливань шпали. Джерелом коливань є падаючий на шпалу вантаж. Значення логарифмічного декремента загасання 6 == In (x^/Xi), де a:;+i і Xi — амплітуди двох сусідніх загасаючих вільних коливань, що зчитуються безпосередньо в цифровому виді. Прилад обслуговує одна людина.

Ідентифікація параметрів загасання можлива також за допомогою методу регресивного аналізу і методу частотних чи амплітудних характеристик.

Знаючи логарифмічний декремент загасання коливань шпали, можна зробити вивід про ступінь її підбивання.

На території колишнього СРСР для дослідження щільності баластового шару застосовують радіотехнічні методи. Використовувана для цієї мети довжина хвиль, що впливає на точність виміру, дорівнює 3—8 див.

Ще одним відносно простим способом виміру щільності баластового шару є гідрометричний спосіб.

На глибині близько 30 див вибирають зерна баласту й у вирву, що утворилася, поміщають мішок з тонкої гуми (мал. 5.82). Витягнуті зерна укладають у сітку, що має вид циліндра. З циліндричної судини в мішок заливають воду, у результаті чого її рівень //1 знижується до рівня Н^. Потім у ту ж судину вкладають сітку з зернами баласту. Рівень води піднімається до значення Нд. На базі цих даних обчислюють пористість:

Щільність же визначають як рівнозначну об'ємній масі.

Виміру в 10—12 місцях дозволяють визначити середню объемну масу баласту з точністю 0,02—0,05 г/см³, хоча точність одного виміру відносно мала (помилка до 10%).

Цей спосіб застосовується в СРСР і ряді інших країн. Він був використаний, зокрема, в одній з науково-дослідних робіт у Польщі.

Простий, але досить ефективний спосіб оцінки ущільнення баластового шару під шпалами полягає в їх обстукивании. Спосіб дозволяє виявити непідбиті дерев'яні шпали. При недостатнім підбиванні розкид оцінок (підбита чи непідбита шпала) занадто велика. Непідбиті шпали можна також виявити, спостерігаючи за выплесками чи оглядаючи шар лежачого на них примерзлого снігу: на непідбитій шпалі сніг як би обрізаний.

Дата добавления: 2014-01-07