CC BY
18
-□ □-
В статтi наведет результати комп'ютерного моде-лювання динамши несучог конструкци кузова вагона при перевезенш залiзничним поромом в умовах хвилюван-ня моря. Отримано величини прискорень, як дють на кузова ваготв, розмiщених видносно палуб залiзничного порому. Результати проведеного дослидження сприяти-муть забезпеченню безпеки руху ваготв посередництвом залiзничних поромiв морем, а також тдвищенню ефек-тивностi залiзнично-поромних перевезень
Ключовi слова: вагон, динамта вагона, навантажен-ня конструкци, залiзнично-водний транспорт, залiзнич-
но-поромш перевезення
□-□
В статье представлены результаты компьютерного моделирования динамики несущей конструкции кузова вагона при перевозке железнодорожным паромом в условиях волнения моря. Получены величины ускорений, которые действуют на кузова вагонов, размещенных относительно палуб железнодорожного парома. Результаты проведенного исследования способствуют обеспечению безопасности движения вагонов посредством железнодорожных паромов морем, а также повышению эффективности железнодорожно-паром-ных перевозок
Ключевые слова: вагон, динамика вагона, нагруже-ние конструкции, железнодорожно-водный транспорт,
железнодорожно-паромные перевозки -□ □-
УДК 629.463.004.4:656.211.7
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.43749|
КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМ1КИ НЕСУЧОТ КОНСТРУКЦИ КУЗОВА ВАГОНА ПРИ ПЕРЕВЕЗЕНН1 ЗАЛ1ЗНИЧНИМ ПОРОМОМ
А. О. Ловська
Кандидат техшчних наук Кафедра вагоыв УкраТнський державний уыверситет залiзничного транспорту пл. Фейербаха, 7, м. Хармв, УкраТна, 61050 E-mail: alyonaLovskaya@rambler.ru
1. Вступ
2. Аналiз лкературних джерел та постановка проблеми
Географiчне розмщення Укра1ни забезпечуе тд-вищення 11 зовнiшньоекономiчних зв'язюв з iншими державами через акваторп Чорного та Азовського мо-рiв, якi е вратами в мiжнародне сполучення. З метою тдвищення ефективностi перевiзного процесу набула розвитку комбшована взаемодiя мiж окремими галу-зями транспортно'1 системи. Одшею з найбiльш устш-них серед таких взаемодш е симбiоз залiзничного та морського видiв транспорту, що утворюють залiзнич-но-поромнi перевезення.
Перша залiзнично-поромна переправа на Украiнi вступила в дж в 1954 р. та поеднала мiж собою Крим-ський напiвострiв з Кавказом (Керч-Тамань).
В 1978 р. залiзнично-поромний маршрут поеднав СРСР з НРБ (Iллiчiвськ-Варна). Позитивний досвщ експлуатацп переправи зумовив вщкриття у 1994 р. залiзнично-поромного сполучення Iллiчiвськ-Потi, а в 1996 р. Iллiчiвськ-Батумi (Украiна-Грузiя).
З 2001 р. почала дiяти переправа Iллiчiвськ-Дери-ндже (Укра1на-Туреччина), яку обслуговують залiз-ничнi пороми (ЗП) "Герои Шипки" та "Герои Плевны".
У 2007 р. украшська судова компанiя "иЫеггу" вiдкрила нову контейнерну лiнiю "Iллiчiвськ-Потi" та новий залiзнично-поромний маршрут "Керч-ПотГ'.
Враховуючи прискоренi темпи iнтеграцii Укра1-ни в систему мiжнародних транспортних коридорiв у майбутньому прогнозуеться збшьшення кiлькостi залiзнично-поромних маршрутiв Укра1ни з шшими державами.
З метою забезпечення безпеки руху вагошв морем на кафедрi вагонiв (УкрДУЗТ) проведенi дослiдження зусиль, як дiють на кузова вагошв при перевезенш 1х ЗП в умовах хвилювання моря [1]. Одним з найб^ьш визначальних з точки зору забезпечення стшкост вагошв вiдносно палуб е iнерцiйнi зусилля, обумовлеш коливаннями ЗП.
Величини iнерцiйних зусиль, як дiють на ваго-ни при перевезенш морем, значно вiдрiзняються ввд експлуатацiйних вiдносно магiстральних колiй. Тому з метою забезпечення безпеки руху комбшованого транспорту необхвдним е на стадп проектування ва-гонiв нового поколшня врахування навантажень, що можуть дiяти на них при перевезенш морем.
Дослщженню iнерцiйних зусиль, як дiють на кузова вагошв при перевезенш ЗП присвячеш труди ВНИИЖТа [2]. Визначення прискорень, що джть ввд-носно штатних мшць розмiщення вагонiв на палубах, проводилося на пiдставi диференцiювання закону руху морсько'1 хвилi. Розрахунки проведен стосовно ЗП типу "Советский Азербайджан", що курсував мiж Азербайджаном та Дагестаном, а також Туркмешста-ном. Отримаш при цьому результати стали основою для формування п. 2.18 "Норм для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных)" [3].
Важливо зазначити, що у зв'язку з штенсифжащ-ею розвитку залiзнично-поромних перевезень, ство-ренням нових за конструкцшними особливостями та
©
технолопею обробки ЗП, рiзних гiдрометеорологiчних характеристик акваторш плавання ЗП необхiдним е розширення п. 2.18 "Норм...".
Ощнка зовнiшнiх зусиль, якi дiють на вагони при перевезенш ЗП наведена в [4]. При цьому прискорен-ня, яю дiють на кузова вагошв в умовах хвилювання моря визначаються на пiдставi розрахунку хитавищ ЗП, яка вiдбуваеться з шктьма ступенями вiльностi в умовах нерегулярного трьохвимiрного хвилювання при русi зi швидкiстю 6,5 вузлiв.
Ця методика може бути використана для однопалубного ЗП обмеженого району плавання.
Конструкцшш особливост вагонiв нового поко-лiння з пiдвищеними технiко-економiчними параметрами наведеш в [5-7]. Важливо зазначити, що в цих працях не оговорюеться, чи здiйснювалося на стадп проектування та розрахунку урахування наванта-жень, якi можуть дiяти на кузова вагонiв при перевезенш ЗП в умовах хвилювання моря.
1сторичш аспекти розвитку залiзнично-поромних перевезень в Америщ та перспективи 1х функщону-вання наведенi в [8]. Але при цьому не прид^яеться увага питанням взаемодп вагошв з палубою ЗП, необ-хщност удосконалення несучих конструкцiй кузовiв до закршлення вiдносно палуб та шшим технiчним аспектам.
Дослiдження динамiчних особливостей залiзнич-ного рухомого складу при взаемодп його з рейковою колiею наведеш в [9, 10]. Однак в цих працях не прид^яеться уваги дослщженню динамжи кузовiв вагонiв при перевезенш 1х ЗП в умовах морського хвилювання.
3. Мета i завдання дослiдження
Метою роботи е комп'ютерне моделювання динамiки несучо! конструкцii кузова вагона при перевезенш ЗП.
Для досягнення поставленоi мети були поставлен наступш завдання:
- побудова просторовоi моделi фрагменту ЗП з кузовами вагошв, розмщеними вiдносно його палуб;
- побудова скiнчено-елементноi моделi (СЕМ) фрагменту ЗП з кузовами вагошв, розмщеними вщ-носно його палуб;
- побудова моделi мщносп фрагменту ЗП з кузовами вагошв, розмщеними вщносно його палуб. Визна-чення прискорень, яю дiють на кузова вагонiв в умовах морського хвилювання.
4. Особливосп комп'ютерного моделювання динамжи несучо! конструкци кузова вагона при перевезенш ЗП
4. 1. Побудова просторово! моделi фрагменту ЗП з кузовами вагошв, розмщеними вщносно його палуб
Коливання ЗП з вагонами на його борту в умовах хвилювання моря можна розглядати як коливання твердого ила з прикршленими до нього масами. При цих коливаннях виникають зусилля, як пропорцшш величинi перемiщень ЗП вщносно першепочатково-го положення. Данi зусилля, наводяться у виглядi додаткових сил плавучоси корпуса ЗП [11]. Тому,
ЗП розглядаеться як тверде ило з трьома ступенями в^ьностк
- поступальш перемiщення в вертикальному на-прямку вiдносно осi Z;
- кутовi перемiщення навколо поперечноi вга Y на кут ф;
- кутовi перемiщення навколо повздовжньоi вга Х на кут 8.
Iншi три можливих перемiщення (поступальне пе-ремiщення у повздовжньому напрямку вщносно осi Х, кутове перемiщення навколо вкп Z на кут у, поступальне перемщення у поперечному напрямку вщносно осi Y), не можуть мати характеру коливального руху, осюльки вони не супроводжуються змшою величини або форми пiдводного об'ему корпусу ЗП [11, 12].
При коливаннях ЗП з вагонами на його борту в умовах хвилювання моря окрiм обертових перемщень навколо поперечноi та повздовжньоi вкей, що прохо-дять через його центр ваги, вш отримуе також перемь щення, при якому щ вiсi перемiщуються за деякими траекторiями, близькими до кола. Це перемщення вщбуваеться з перiодом, який дорiвнюе перiоду хвилi. Радiус вказаноi траекторп перемiщення ЗП з вагонами на його борту може бути прийнятий в розрахунках рiвним половинi висоти морськоi хвилi.
З метою комп'ютерного моделювання динамжи вагошв, розмщених на ЗП в умовах морсь^ хитави-цi, побудовано просторову модель фрагменту ЗП типу "Герои Шипки" (рис. 1). При складанш моделi врахо-ванi основнi конструкцшш елементи корпуса ЗП. Дов-жина моделi складае 39,6 м, ширина - 26 м.
Рис. 1. Просторова модель фрагменту ЗП типу "Герои Шипки": 1 — обшивка борта; 2 — ктьовий пояс; 3 — флор; 4 — кть; 5 — днищовий стрингер; 6 — шпангоут; 7 — бортовий стрингер; 8 — книця; 9 — бiмс; 10 — настил
палуби; 11 — рейка; 12 — комшгс люка повздовжнш; 13 — комшгс люка поперечний; 14 — ширстрек; 15 — лист скуловоТ обшивки
В якосп дослщжуваного типу вагону обраний на-тввагон моделi 12-757, побудови ПАТ "КВБЗ".
Просторову модель фрагменту ЗП з урахуванням натввагошв, розмщених вщносно його палуб, наведено на рис. 2.
З метою забезпечення обпирання несучих кон-струкцш кузовiв вагошв на палуби побудовано просторову модель мехашчного упор-домкрату за альбомом креслень багатообертових засобiв закршлення (рис. 3, а, б).
Рис. 2. Просторова модель фрагменту ЗП з натввагонами, розмщеними вщносно його палуб
Рис. 3. Моделювання взаемодп кузова натввагона з мехашчним упор-домкратом: а — мехашчний
упор-домкрат у втьному стаж; б — при взаемодп з кузовом вагона
4. 2. Побудова СЕМ фрагменту ЗП з кузовами вагошв, розмщеними вщносно його палуб
На баз1 складено'1 просторово'1 модел1 побудовано модель для визначення прискорень нашввагошв, розмщених на ЗП в умовах бортово! хитавищ.
Розрахунок виконано за допомогою методу скшче-них елемент1в в середовишд програмного забезпечення CosmosWorks, верия 2015.
СЕМ ЗП з кузовами нашввагошв наведено на рис. 4. При складанш СЕМ використаш просторо-в1 1зопараметричш тетраедри. При цьому юльюсть вузл1в с1тки склала 149223, елемент1в - 500354. Мак-симальний розм1р елементу дор1внюе 1000 мм, м1ш-мальний - 200 мм. М1шмальна юльюсть елемент1в в кол1 склала 15, сшвв1дношення зб1льшення розм1р1в елемент1в у с1тщ - 1,8. Максимальне сшввщношення боюв - 9,5105, в1дсоток елемент1в з1 сшввщношенням боюв менше 3-6,96, б1льше 10-81,5.
4. 3. Побудова модел1 мщност фрагменту ЗП з кузовами вагошв, розмщеними вщносно його палуб. Визначення прискорень, як д1ють на кузова вагошв в умовах морського хвилювання
При складанш модел1 мщносл (рис. 5) враховано, що на ЗП д1ють наступш зусилля: вертикально-ста-тичне навантаження Рвст, обумовлене вагою брутто ЗП, в1трове Рв, пдростатичний тиск Ргс. на занурену частину корпуса ЗП, виштовхуюча сила Ра, зусилля, як д1ють на палубу ЗП посередництвом вагошв у вертикальному напрямку РВтваг та горизонтальному РГтваг, а також зусилля, як д1ють на палубу через багато-обертов1 засоби закршлення вагошв, тобто ланцюгов1 стяжки Р'лс та мехашчш упор-домкрати Ру.д..
У зв'язку з тим, що в розрахунках враховано фрагмент ЗП, то з метою урахування його в1дкинуто1 части-ни у вщповщних перер1зах прикладеш зусилля (вертикально повздовжш та поперечш), чисельш значення яких визначено за методом перетишв.
При визначенш зусиль, як д1ють на палубу ЗП посередництвом вагошв, розмщених на нш враховано кут крену ЗП, при цьому горизонтальне навантаження, прикладене в1д гребешв колк на рейки з внутр1ш-нього боку дп збурюючого зусилля, включае в себе складову прискорення вшьного падшня, в1трове та шерцшне навантаження.
При визначенш в1трового навантаження, яке д1е на надводну проекщю ЗП з кузовами вагошв, розмщеними на верхнш палуб1 врахований в1тровий тиск, що притаманний для акваторп Чорного моря та дор1внюе 1,47 кН/м2.
Рис. 4. СЕМ фрагменту ЗП типу "Герои Шипки" з кузовами
вагошв
Рис. 5. Модель мщносл фрагменту ЗП з кузовами вагошв
Для моделювання зусилля, яке дie на палубу ЗП через ланцюговi стяжки використовувалися накладки, конф^уращя яких щентична геометрп зони закр^ плення риму до палуби (рис. 6). Внаслщок просторо-вого розмщення ланцюгових стяжок зусилля, яке дie на палубу через них розкладалося на складовi з ураху-ванням кутiв розмщення стяжок у просторi (рис. 7). У зонах обпирання мехашчних упор-домкрапв на палубу ЗП також встановлювалися накладки, геометрiя яких повторюе геометрiю опорно'1 частини упор-домкрата на палубу. Зусилля, на накладки визначене з урахуванням кута крену ЗП, тобто з зовшшнього боку дп збурюючого зусилля вщбуваеться ix розвантажен-ня, а з внутршнього - завантаження.
В якостi матерiалу моделi ЗП застосована сталь марки D, для яко'1 притаманне значення межi мiцностi oB = 440 - 590 ыМПа та плинносп oT = 315 МПа, для несучо'1 конструкцп кузова вагона застосована сталь 09Г2С зi значенням oB = 490 МПа та oT = 345 МПа.
Рис. 6. Розмнщення накладок для iмiтацií дм зусиль вiд багатообертових засобiв закрiплення на палубу залiзничного порому: 1 — палубний рим; 2 — мехашчний упор-домкрат
Чисельне значення зусиль, яю д1ють на ЗП в умовах кутових перемщень навколо повздовжньо'1 в1с1 наведетв табл.1.
В дослщженнях враховано, що на несучу конструкцию нашввагошв д1ють наступш навантаження (табл. 2): вер-тикально-статичне навантаження Р™, обумовлене вагою брутто вагона, вггрове Рв на крайш в1д фальшборта ваго-ни, розмщеш з боку дп вгтрового навантаження, зусилля розпору насипного вантажу Рр (кам'яне вугшля), а також
зусилля, яю д1ють на кузов нашввагона через ланцюгов1 стяжки Р' .
л.с.
Рис. 7. Схема дм зусиль на палубу ЗП вщ вагонiв, розмiщених на нш та багатообертових засобiв закртлення
При цьому закршлення кузова нашввагона моделю-валося у кутах, утворених вертикальною стшкою кузова з1 шворневою балкою у вщповщносп з "Наставлением...". У зв'язку з тим, що ланцюгова стяжка мае просторове розмщення, зусилля, яке д1е вщ не1 на кузов розкладалося на три складовь
Таблиця 1
Зусилля, ям дють на ЗП в умовах кутових перемщень навколо повздовжньоТ вiсi
Вертикаль-но-ста-тичне навантаження, кН
В1трове навантаження, кН
Гщро-ста-тич-ний тиск, кПа
Виштовху-юча сила, кН
Навантаження, яке д1е на падубу ЗП вщ вагона
Вертикаль-но-ста-тичне наван-тажен-ня, яке д1е на палубу у зонах обпи-рання колю, кН
Гори-зон-тальне наван-тажен-ня, яке д1е на край-нш вщ фальшборта вагон, розмь щений
на верхнш палуб1 ЗП, кН
Горизон-тальне наванта-ження, яке д1е на другий та третш вщ фальшборта вагони, розмь щеш на верхнш палуб1 ЗП, кН
Навантаження, яке д1е на падубу ЗП вщ багатообертових засоб1в _закршлення, кН_
Навантаження, яке д1е на палубу через ланцюгов1 стяжки, кН
Верхня палуба
Головна палуба
Трюмна палуба
Навантаження, яке д1е на
палубу через мехашчш упор-домкрати, кН
З боку заван-таження, кН
З боку ро-звантаження, кН
22102,34
530,27
74,61
76818,456
112,1
54,35
50
З боку завантаження крайнього вщ фальшборта
вагона: Рх=110,64 кН Ру=129,94 кН Рг=173,24 кН
З боку завантаження другого та третього вщ фальшборта
вагошв: Рх=106,9 кН Ру=127 кН Рг=170 кН
З боку ро-звантаження вагона: Рх=54 кН Ру=74 кН Р,=94 кН
З боку за-вантаження
вагона: Рх=104 кН Ру=124 кН Рг=180,6 кН
З боку ро-звантаження вагона: Рх=54 кН Ру=74 кН Р,=94 кН
З боку за-вантаження
вагона: Рх=104 кН Ру=124 кН Рг=180,6 кН
З боку ро-звантажен-ня вагона: Рх=54 кН Ру=74 кН Р,=94 кН
196 200
191 769
Результати дослвдження прискорень, як дiють на кузова вагошв, розмiщених на ЗП, наведет на рис. 8. При цьому з метою зменшення часу розрахунку дослщження проводилися в три етапи. На першому етат напiввагони розмiщувалися на верхнiй палубу на другому - головнiй, на третьому - трюмнiй.
D 12-g
(В2+47й2)
Я+|Ае-|)Я = р'-1+Ле-§ (1)
Рис. 8. Прискорення, якi д^ть на кузова вагонiв, розмiщенi вщносно верхньоТ палуби ЗП в умовах морського хвилювання
Максимальш прискорення, якi зафiксованi тд час дослiджень виникають при розмщенш вагонiв на верхнiй палубi ЗП крайшх вiд фальшборта колiях.
Зусилля, ям дiють на кузов нашввагона в бортовоТ хитавицi симетричного закртлення вiдносно палуби
де я = 8 - узагальнена координата, що ввдповвдае куто-вому перемiщенню ЗП з вагонами на його борту навко-ло повздовжньо! вiсi. Початок системи координат роз-мщений в центрi мас ЗП; D - вагове водовитшнення, кН; В - ширина ЗП, м; Ь - висота борта ЗП, м; Ле -коефщент опору коливанням, кН.с.м-1; Zg - координата центру ваги ЗП, м; р'- вiтрове навантаження, кН; F(t) - закон дп зусилля, яке збурюе рух ЗП з кузовами вагошв, розмщеними на його палубах.
Вхщними параметрами математично! моделi е тех-нiчнi характеристики ЗП, пдрометеоролопчш характеристики акваторп моря, координати розмiщення кузовiв вагошв ввдносно центру коливань ЗП.
Розв'язання рiвнянь здiйснено в середовищi про-грамного забезпечення Mathcad з використанням метода Рунге-Кутта. Отримаш результати, дозволили зробити висновок, що максимальш прискорення, яю дтть ввд-носно штатних мiсць вагонiв на палубах ЗП складають близько 0,4 м/с2, а з урахуванням горизонтально! скла-дово! прискорення вiльного падiння 2,4 м/с2 (0,24 g). З метою перевiрки адекватностi розроблено! моделi за-стосований критерш Фiшера. Похибка апроксимацп при цьому склала близько 10 %. Результати проведених дослвджень дозволили зробити висновок, що гшотеза про адекватшсть розроблено! моделi не
Таблиця 2
ввдхиляеться.
ЗП в випадку
Зусилля, яга дшть на кузов нашввагона Складов! навантаження, яга дшть на кузов нашввагона вщ ланцюгових стяжок
Вгтрове навантаження, кН Зусилля вщ на-тяжшня ланцюгових стяжок, кН
Вертикаль-но-статич-не навантаження, кН В1трове наван-тажен-ня, кН Зусилля розпору, МПа Зусилля вщ на-тяжшня ланцю-гових стяжок, кН
XY YZ- XZ XY YZ XZ
Ру-175 Pz=811 9,4 15,5-10-3 -1,02-10-3 54 Рх-1,7 РУ-1,7 Ру-1,2 Pz=2,04 Рх-2,04 Pz-1,2 Рх-27 РУ-47 Ру-27 Pz-47 Рх-27 Pz-47
6. Висновки
5. Апробащя результатiв отриманих прискорень, яю дiють на кузова вагошв при перевезенш ЗП в умовах морського хвилювання
З метою апробацп проведених дослiджень побудо-вано математичну модель коливань вагошв, розмще-них вщносно палуб ЗП в умовах кутових перемщень навколо повздовжньо'! вга [1]:
1. Проведенi дослщження сприяти-муть пiдвищенню безпеки руху вагонiв на ЗП морем, а також розширенню п. 2.18 "Норм..." [3], з урахуванням внесення уточнених величин прискорень, яю дтть на кузова вагонiв при перевезенш рiзними типами ЗП та вщповщних характеристик акваторiй !х плавання.
2. Для забезпечення безпеки руху вагошв на ЗП морем необхщним е удо-сконалення !х несучих конструкцш
шляхом оснащення спецiальними вузлами, призна-ченими для взаемодп з багатообертовими засобами закршлення ЗП.
3. При проектуванш вагонiв нового поколшня в умовах проектно-конструкторських бюро вагонобу-дiвних заводiв необхiдним е урахування зусиль, яю дiють на !х несучi конструкцii в умовах хвилювання моря.
Лиература
Визняк, Р. И. Уточнение величин усилий, которые действуют на кузова вагонов при их перевозке железнодорожными паромами [Текст] / Р. И. Визняк, А. А. Ловская. - Вестник ВНИИЖТа - 2013. - № 2. - С. 20-27.
Землезин, И. Н. Методика расчета и исследования сил, действующих на вагон при транспортировке на морских паромах [Текст] / И. Н. Землезин. - М.: Транспорт, 1970. - 104 с.
Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) [Текст] / М.: ГосНИИВ -ВНИИЖТ, 1996. - 319 с.
Наставление по креплению груза для т/х "Петровск" ПР. № 002С№001 - ЛМПЛ - 805 [Текст] / Офиц. изд. - Одесса: МИБ, 2005. - 52 с.
5. New livery for tarmac wagons [Text] / Online. - 2011. - Issue 17. - 2 p.
6. Our freight wagons [Text] / DB Schenker, 2013. - 113 p.
7. Freight cars major metals [Text] / Trains, 2015. - 20 p.
8. Tracks Across the Gulf [Text] / Marine Technology, 2012. - P. 50-53.
9. Andersson, E. Rail Vehicle Dynamics [Text] / E. Andersson, M. Berg, S. Stichel. - KTH Railway Technology, Stockholm, 2007.
10. Wickens, A. H., The dynamics of railway vehicle - From Stephenson to Carter, Proc. Instn. Mech. Engrs. [Text] / Wickens, A. H. - 212 (Part F), 1999. - Р. 209 - 217.
11. Шиманский, Ю. А. Динамический расчет судовых конструкций [Текст] / Ю. А. Шиманский. - Л.: Государственное издательство судосторительной промышленности, 1963. - 444 с.
12. Крылов, А. Н. Качка корабля [Текст] / А. Н. Крылов. - М.: Воениздат, 1938. - 295 с.
На npuKMadi забудови схилу розглянуто вплив техногенних факторiв на формування зсувних деформацш. Показана роль техноген-них фактор'гв в актив'гзацп зсувних процес'гв. На основi методу сктченних елементiв (МСЕ) зроблено аналiз напружено-деформованого стану (НДС) схилу та проведена прогнозна оцтка стiйкостi зсувонебезпечног територи при влаштуванш споруд тженерного захисту Ключовi слова: схил, зсувонебезпечна тери-торiя, метод сктченних елементiв, тдтрна
сттка, основа
□-□
На примере застройки склона показано влияние техногенных факторов на формирование оползневых деформаций. Показана роль техногенних факторов в активизации оползневых процессов. На основе метода конечных элементов (МКЭ) сделан анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) склона и проведена прогнозная оценка устойчивости оползнеопасной территории при устройстве сооружений инженерной защиты Ключевые слова: склон, оползнеопасная территория, метод конечных элементов, подпорная стенка, основание
УДК 624.131
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.437271
ДОСЛ1ДЖЕННЯ АКТИВ1ЗАЦ11 ДЕФОРМАЦ1Й ОСНОВИ НА ЗСУВОНЕБЕЗПЕЧНИХ СХИЛАХ ПРИ ТЕХНОГЕНН1Й ДМ
£. Ю. Петренко
Кандидат техшчних наук, доцент* E-mail: ed2952@voliacable.com М. Махд^ Гараханлу
Астрант* E-mail: mehdi_qsa@yahoo.com *Кафедра основ i фундаменлв
Кшвський нацюнальний ушверситет будiвництва i архЬектури пр. ПовЬрофлотський, 31, м. КиТв, УкраТна, 03680
1. Вступ
Буд1вельна галузь постшно потребуе залучення все б1льш<л юлькост потенцшних майданчиюв для проек-тування та зведення споруд р1зного призначення. Така нагальна потреба вимагае використання територш, що в недалекому минулому або не розглядалися взагал1 як майданчики буд1вництва, або розглядалися частково. До таких сильно еродованих територш ввдносяться i зсуво-небезпечш дшянки. Ращональне i безпечне використання територш в межах впливу споруд на схилах потребуе визначення '¿х напружено-деформованого стану (НДС) як ввд дп особистоï ваги грунту, так i при додатковому статичному навантаженш (наприклад вплив проекту-емого або надбудова кнуючого будинку). Нормативш документи вимагають поряд iз розглядом НДС схилу визначати i його коефщент стшкос^ Kst, значення якого залежить ввд багатьох природних та техногенних факто-
рiв. Граничш значення Kst для основних сполучень на-вантажень впливають на вибiр протизсувних захисних споруд та '¿х розташування в плат [1]. Дшсне значення Kst можна отримати лише визначивши розташування потенцiйноï поверхш сковзання (ППС), що в бшьшосп випадюв мае складну конфшуращю [2]. На практищ найбшьш достовiрну геометричну форму ППС можна отримати завдяки використанню шструментального об-ладнання (наприклад iнклiнометрiв). Але ефективне, ращональне використання та^ апаратури можливо лише при зануренш '¿х у потенцiйно ослабленi дшянки в межах iнженерно-геологiчниx елементiв (1ГЕ) зсувного або зсувонебезпечного схилу. Тому виршення такого складного, комплексного питання, як отримання дшс-ноï картини змши НДС зсувонебезпечного схилу при додатковому статичному навантаженш можливо лише в межах нелiнiйноï мехашки грушпв iз застосуванням чисельних методiв розрахунку [2-5].
с С.
