Россия
Цель: рассмотреть проблему устойчивости насыпи земляного полотна железной дороги в условиях сейсмического воздействия, показать необходимость повышения устойчивости при землетрясении, определить возможность повышения сейсмоустойчивости за счет ввода в конструкцию демпфирующего слоя, определить оптимальные параметры демпфирования с учетом рационального использования материалов земляного полотна. Методы: расчеты устойчивости насыпи производятся по методу Г. М. Шахунянца. Учет землетрясения осуществляется через увеличение сдвигающих сил, действующих на отсеки сползающего массива. Максимальные ускорения отсеков определяются по результатам динамического расчета методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния насыпи в ходе действия землетрясения, которое задается через акселерограмму. Результаты: показана эффективность применения в конструкции насыпи демпфирующего слоя, вводимого с целью повышения сейсмоустойчивости. Определена зависимость коэффициента устойчивости насыпи от параметров Рэлея материала, слагающего тело всей насыпи. Для наилучших параметров материала определены оптимальные мощность и положение демпфирующего слоя в конструкции, при которых коэффициент устойчивости принимает нормативное значение, а объем демпфирующего слоя минимальный. Практическая значимость: в качестве альтернативы нормативному подходу приведена возможность повышения устойчивости насыпи железной дороги в условиях землетрясения путем введения в конструкцию демпфирующего слоя. Определен алгоритм выбора оптимальных параметров демпфирования в целях повышения сейсмоустойчивости.
земляное полотно, сейсмическое воздействие, метод конечных элементов, устойчивость, демпфирование по Рэлею, демпфирующий слой
1. СП 32-104-98. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм (утв. Госстроем России 27.12.1996; дата введения: 01.01.1999).
2. Меркурьев Ю. С. Моделирование сейсмического воздействия на земляное полотно с демпфирующим слоем. Динамический расчет по акселерограмме // Вестник УрГУПС. 2024. № 1 (61). С. 110–119.
3. Предложения по расчету устойчивости откосов высоких насыпей и глубоких выемок. М.: СоюздорНИИ , 1966.
4. Шахунянц Г. М. Земляное полотно железных дорог: вопросы проектирования и расчета: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: Трансжелдориздат, 1953. 827 с.
5. СП14.13330.2018. Строительство в сейсмических районах (утв. Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 24.05.2018 № 309/пр). М.: Стандартинформ, 2018.
6. Plaxis. PLAXIS CONNECT Edition V20 [Электронный ресурс]. URL: https://www.plaxis.ru/support/manual_supplement/ (дата обращения: 06.03.2024).
7. Brinkgreve R. B. J., Kappert M. H., Bonnier P. G. Hysteretic damping in a small-strain stiffness model // Proc. NUMOG X. 2007. Р. 737–742.
8. Вознесенский Е. А., Кушнарева Е. С., Фуникова В. В. Природа и закономерности поглощения волн напряжений в грунтах // Вестник Московского университета. Серия: Геология. 2011. № 4. С. 39–47.
9. Гусев Е. Л . Конструктивные методы синтеза слоисто-неоднородных структур при воздействии упругих волн // Акустический журнал. 2008. № 5. С. 807–805.
10. Ишихара К. Поведение грунтов при землетрясениях / пер. с англ.; под ред. А. Б . Фадеева, М. Б . Л исюка. СПб.: НПО «Геореконструкция Фундамент-проект», 2006. 384 с.
11. Сывороткин В. Л . Землетрясения // Пространство и время. 2011. № 2 (4). С. 124–137.
