Впровадження та оцінка ефективності застосування геотекстилю в конструкції земляного полотна залізничної колії на ділянках із підвищеними динамічними навантаженнями.
Автор: Газдун Мар'ян Іванович
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: Довговічна та надійна робота залізничної колії залежить від стану верхньої та нижньої будови колії. Одними із сучасних інженерних рішень при проєктуванні та будівництві залізниці є застосування геотекстильних матеріалів [1–4]. Дослідження застосування геотекстилю у конструкції колії показують позитивний ефект, який полягає у створенні дренажної функції [4–7]. Також геотекстиль відіграє роль армуючої та розділяючої функцій у колії [8]. При застосуванні геотекстилю у конструкції колії досягається основна перевага – це зменшення процесів засмічення баластного шару залізниці. Також у багатьох випадках відбувається зменшення рівня деформацій земляного полотна та покращення дренажних властивостей [1]. Це сприяє підвищенню стійкості колії та зменшенню витрат на ремонти. Однак є випадки експлуатації колії із геотекстилем коли він не виконує свої функції [9–13]. Це пов’язано як із якістю, так і правильністю укладання геотекстилю під час ремонтів колії. У такому випадку відбувається накопичення дефектів на залізничній колії. Тому важливою задачею магістерської роботи є дослідження та оцінка ефективності застосування геотекстилю в конструкції земляного полотна залізничної колії на ділянках із підвищеними динамічними навантаженнями. Об’єкт дослідження – конструкція земляного полотна залізничної колії підсилена геотекстилем. Предмет дослідження – напружено-деформований стан конструкції земляного полотна із геотекстилем. Мета дослідження – провести оцінювання ефективності застосування геотекстилю в конструкції земляного полотна залізничної колії на ділянках із підвищеними динамічними навантаженнями. За результатами магістерської роботи виконано такі задачі досліджень: -проведено аналіз переваг та недоліків застосування геотекстилю у конструкції залізничної колії; -проведено аналіз науково-дослідних робіт із дослідження експлуатаційної стійкості колії при застосуванні геотекстилю; -проведено чисельне моделювання напружено-деформованого стану земляного полотна залізничної колії при застосуванні геотекстилю у випадку підвищених динамічних навантажень; -наведено рекомендації із ефективності вкладанню геотекстилю у конструкцію колії. Аналіз наукових робіт [2–5], із заданої задачі досліджень, показав, що у більшості видків геотекстиль виконує дренажну функцію. При цьому ефективність застосування геотекстилю більше проявляються на ділянках колії із слабкими ґрунтами. Встановлено, що відповідно до вимог європейських норм EN 13250 [14] геотекстилі, або геотекстильні вироби повинні виконувати одну чи декілька з таких функцій у конструкції залізничної колії: фільтрація, розділення та армування. Результати числових розрахунків та досліджень напружено-деформованого стану конструкції земляного полотна, підсиленої геотекстилем, показали, що максимальні вертикальні напруження у земляному полотні склали 56,88 кПа, а в геотекстилю вони склали 17,7 кПа. При цьому величина максимальних вертикальних деформацій земляного полотна становила 3,24 мм, а вертикальні деформації геотекстилю склали 1,29 мм. Встановлено, що величина максимальних горизонтальних напружень у тілі земляного полотна при дії осьового навантаження 20 т від рухомого складу ЧС7 склала 22,45 кПа, а у геотекстилю – 4,01 кПа. При цьому величина горизонтальної деформації у земляному полотні склала 1,18 мм. Проведеними числовими дослідженнями встановлено, що геотекстиль виконує підсилюючу функцію у конструкції земляного полотна залізничної колії, що пояснюється наявністю напружено-деформованого стану геотекстилю при дії рухомого складу залізниці. Аналіз науково-дослідних робіт, зокрема праці [1] показав, що застосування геотекстилю призводить до зменшення кількості відступів на ділянках колії у порівнянні із ділянками без застосування геотекстильних матеріалів. Ключові слова: залізнична колія, земляне полотно, геотекстиль, напруження, деформації.