بررسي اثر پارامترهاي هندسي گروه شمع بر سرعت بحراني خط ريلي قطار سريع‌السير (مطالعه موردي: خط ريلي قطار سريع‌السير تهران اصفهان)

يكي از چالش‌هاي موجود در خط ريلي سريع‌السير تهران اصفهان، محدوده عبوري از درياچه نمك استان قم است كه با توجه به وجود خاك بسيار نرم و بالا بودن تراز آب زيرزميني در اين محدوده، نشست‌هاي قابل توجهي در اثر عبور قطار سريع‌السير ايجاد مي‌شود كه به منظور كنترل نشست‌ها، شمع‌هاي بتني درجاريز در بستر خاكي اجرا خواهد شد. اما با توجه به سرعت بالاي قطار در اين مسير و وجود بستر نرم، علاوه بر مشكل نشست، انتظار مي‌رود كه پديده تشديد نيز رخ دهد. عليرغم تحقيقاتي كه تاكنون بر روي اثر بهسازي بستر خاكي نرم با شمع بر روي مقدار سرعت بحراني كه منجر به وقوع پديده تشديد مي‌شود، انجام شده است، همچنان ابهاماتي در خصوص تاثير و يا عدم تاثير اجراي شمع بر روي مقدار سرعت بحراني مسير ريلي وجود دارد. لذا در پژوهش پيش رو، ابتدا با مدل‌سازي عددي شمع منفرد و مقايسه نتايج آن با داده‌هاي بدست آمده از آزمايش بارگذاري فشاري استاتيكي در محل، ظرفيت باربري شمع و مشخصات فيزيكي و مكانيكي لايه‌هاي خاك در محل بدست آمده و سپس مسير ريلي در محدوده مذكور با استفاده از مدل سه بعدي اجزاء محدود تحت سرعت‌هاي عبوري مختلف قطار (از سرعت km/h 60 الي km/h 450) مورد تحليل و بررسي قرار گرفته و مقدار سرعت بحراني مسير تعيين گرديده است كه نتايج نشان‌دهنده وقوع پديده تشديد در سرعت km/h 100 معادل سرعت موج رايلي لايه اول خاك بستر است. سپس به منظور بررسي تاثير اجراي گروه شمع در بستر نرم بر روي مقدار سرعت بحراني مسير، آرايش هندسي مختلف گروه شمع با تغيير فواصل افقي شمع‌ها از D5 (D= قطر شمع) الي D2 تحليل شده است كه نتايج نشان‌دهنده تاثير بهسازي بستر نرم با شمع‌هاي بتني بر افزايش مقدار سرعت بحراني است؛ به نحوي كه مقدار سرعت بحراني به سرعت km/h 250 افزايش پيدا كرده است.