بررسي اثر ژيوسنتتيكها بر افزايش مدول خط آهن بر اساس نتايج بارگذاري ميداني و مقايسه آن با نتايج تحليل عددي

An Investigation on Geosynthetics Effects on Railway Track Stiffnes Based on Field Test Results Comparison to Numerical Analisys Results

مزيتهاي غيرقابل انكار حمل ونقل ريلي در مقايسه با ساير گزين ههاي حمل ونقل ، توسعه روزافزون خطوط ريلي جديد و همچنين بازسازي و بهسازي مسيرهاي قديمي در سراسر دنيا را به دنبال داشته است. كيي از مشكلات اجرا و بازسازي خطوط متكي بر بسترهاي سست، عدم تامين باربري لازم و ايجاد نشست قابل ملاحظه در خط مي باشد. جهت حل عملي اين مساله در خطوط ريلي راه حل هاي متنوعي جهت بهسازي بستر به صورت مكان كيي و شيميايي پيشنهاد گرديده است. كيي از روش هاي نوين مسلح سازي بستر خط ريلي به منظور افزايش ظرفيت باربري، استفاده از مصالح مصنوعي يا ژيوسنتت كيها مي باشد. ازآنجاكه بخش عمده اي از مزاياي استفاده از چنين روشي جهت بهسازي بستر به طور قطع اثر خود را در سختي خط ريلي منعكس خواهد نمود، لذا در تحقيق حاضر بحث سختي سنجي خطوط ريلي با بستر مسلح شده با ژيوتكستايل و ژيوگريد مد نظر قرار گرفته است. براي اين منظور بخشي از خط راه آهن در دست احداث اهواز-خرمشهر كه بر بستر ريزدانه رسي-سيلتي قرارگرفته است انتخاب و در چهار مقطع مختلف خط با بستر مسلح شده با ژيوتكستايل، ژيوگريد، تركيب ژيوتكستايل و ژيوگريد و بستر طبيعي تحت آزمايش بارگذاري ناشي از واگن حمل بالاست در دو حالت پر و خالي قرار گرفته است. بر مبناي نتايج انداز هگيري تغ يير مكان روي ريل و با بهك‌ارگيري روش تالبوت، سختي خط در مقاطع چهار گانه محاسبه و با كيديگر مقايسه گرديده است. در ادامه با انجام مدلسازي عددي به روش اجزاي محدود و به كمك نرم افزار Plaxis3D كاليبراسيون مدل عددي با نتايج بارگذاري ميداني صورت گرفته است. در پايان نيز با استفاده از مدل عددي كاليبره شده تحليل حساسيت روي پارامتر سختي محوري EA مصالح ژيوگريد صورت گرفته شده و نقش آن بر ميزان سختي خط مطالعه شده است. نتيجه مطالعات صورت گرفته افزايش سي و يك درصدي سختي قايم خط را در شرايط استفاده از ژيوگريد با بيشترين سختي محوري را نشان مي دهد.

The undeniable advantages of railway track in comparison to the other modes of transportation have been caused to development of new railways as well as rehabilitation of the old routes all over the world. On the other hand, one of the major concerns in construction of new railway lines and rehabilitation of the old ones on the loose subgrades are arisen from bearing capacity enhancement and control of subgrade settlement in tolerable level. Amongst the various proposed stabilizing methods for railway subgrades including mechanical and chemical methods, utilizing of geosynthetic materials has been grown during the recent decades. Although the considerable amount of positive effects of using of such artificial material will be certainly implemented in increasing ofrailway track stiffness, the stiffness measurement of the stiffened track with geotextile and geogrid material has been investigated in the current study. For this purpose apart of under construction railway route of Ahwaz-Khoramshahrwhich is located on loose clay-siltysubgradehas been selected for field test program. In the mentioned railway line, four different sections with 25 meter length have been selected for stiffness measurement. These four sections have been included of reinforced embankmentwith Geotexstile,Geogrid, Geotexstile/Geogrid and normal embankmentfor comparison purposes. In order to measure the track stiffness in the mentioned sections, the track has been loaded byballast container wagons in full and empty conditions.The measured rail deflections have been substituted in Talbotʹs equation and the track stiffness in various sections have been calculated and compared consequently.In another part of the study a three dimensional FE model have been developed using PLAXIS 3D code and verified by using the av ailable field test data. The sensitivity analysis on geogrid axial stiffness EA in the model has been shown a 31% increase in track stiffness in the best condition.