Розвиток методів діагностики та прогнозування ступеню ущільнення баластного шару залізничної колії з використанням інерційних цифрових технологій у відповідності до ДСТУ EN 13450.
Автор: Василик Василь Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Функціональна безпека залізничного транспорту
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Баластний матеріал залізничної колії відіграє важливу роль у забезпечені функціональності залізничної колії у процесі її життєвого циклу. Важливим параметром якості експлуатації баластного шару є ступінь ущільнення баласту [1–4]. Ступінь ущільнення баластного шару залізничної колії є критичним параметром, що визначає технічний стан залізничної колії [5–6]. Недостатнє, або надмірне ущільнення однаково негативно впливають на надійність та довговічність залізничної колії у процесі життєвого циклу. Нормативний ступінь ущільнення баластного шару забезпечує стабільність положення рейко-шпальної решітки, рівномірний розподіл навантажень від дії рухомого складу залізничного транспорту, ефективний дренаж та призводить до зниження динамічного впливу рухомого складу на конструкцію залізничної колії. Тому, як при укладанні баластного шару, так і при його експлуатації, дуже важливим є діагностика та моніторинг ступеню ущільнення баластного шару із певною періодичністю [7–8]. На основі цього у магістерській роботі наводиться метод діагностики та прогнозування ступеню ущільнення баластного шару залізничної колії з використанням сучасних інерційних цифрових технологій. Об’єкт дослідження – баластний шар залізничної колії. Предмет дослідження – діагностика та прогнозування ступеню ущільнення баластного шару колії. Мета дослідження – розробити метод діагностики та прогнозування ступеню ущільнення баластного шару залізничної колії із використанням інерційних цифрових технологій та вимог ДСТУ EN 13450. За результатами магістерської кваліфікаційної роботи виконано такі задачі досліджень: -проведено аналіз факторів, які впливають на ступінь ущільнення баластного шару в експлуатаційних умовах залізниці; -проведено аналіз методів контролю та оцінювання ступеню ущільнення баластного шару залізничної колії; -наведено методику контролю та прогнозування ступеню ущільнення баластного шару із використанням інерційних вимірювальних технологій; -досліджено швидкість поширення звукової хвилі у залежності від ступеню ущільнення баластного шару залізничної колії; -наведено рекомендації із контролю та прогнозування ступеню ущільнення баластного шару в експлуатаційних умовах залізничної колії. Із проведеного аналізу наукових робіт встановлено, що сучасними методами оцінки ступеню ущільнення баластного шару залізничної колії є метод визначення швидкості руху звукової хвилі удару. Прогресивними є методи MASW та SASW, а також методи кінематичної та динамічної інтерпретації, які базуються на визначені швидкості поширення звукової хвилі удару [9–12]. У роботі для оцінки ступеню ущільнення баластного шару використовується метод інерційних технологій, за яким визначається швидкість поширення звукової хвилі удару у залежності від ступеню ущільнення піщаного баласту. У даному методі використано аналогові датчики прискорень, аналогово-цифровий перетворювач та ноутбук із спеціалізованим програмним забезпеченням. Проведено експериментальні дослідження швидкості поширення звукової хвилі удару через піщаний баластний матеріал у лабораторних умовах у залежності від величини ущільнення баласту. Встановлено, що із підвищенням ступеню ущільнення піщаної баластної призми збільшується швидкість руху звукової хвилі удару. При насипній щільності піщаної баластної призми величина швидкості звукової хвилі склала 112,5 м/с, при ущільнення баластної призми на всю висоту – 142,38 м/с та при пошаровому ущільненні баластної призми величина швидкості руху звукової хвилі склала 197,86 м/с. Показано, що у процесі запису ліній прискорень, максимальна величина прискорень спостерігається у центральній частині баластної призми. На краях баластної призми величини прискорень мають нижчі значення. За результатами виконаних експериментальних досліджень швидкості поширення звукової хвилі удалу у піщаному баластному шарі, методом інерційних досліджень, встановлено, що за швидкістю руху хвилі можна проводити оцінку ступеню ущільнення баластного шару залізничної колії. Однак для проведення такої оцінки слід виконати багатоваріантні дослідження швидкостей руху хвилі у залежності від виду баластного шару, гранулометричного складу баластного шару та експлуатаційних властивостей баласту із врахуванням вимог нормативного документу ДСТУ EN 13450 [13]. Ключові слова: баластний шар, ступінь ущільнення, швидкість поширення звукової хвилі, методи контролю ступеню ущільнення.