بررسی اثر پارامترهای هندسی گروه شمع بر سرعت بحرانی خط ریلی قطار سریع السیر (مطالعه موردی: خط ریلی قطار سریع السیر تهران- اصفهان)

یکی از چالش های موجود در خط ریلی سریع السیر تهران- اصفهان، محدوده عبوری از دریاچه نمک استان قم است که با توجه به وجود خاک بسیار نرم و بالا بودن تراز آب زیرزمینی در این محدوده، نشست های قابل توجهی در اثر عبور قطار سریع السیر ایجاد می شود که به منظور کنترل نشست ها، شمع های بتنی درجاریز در بستر خاکی اجرا خواهد شد. اما با توجه به سرعت بالای قطار در این مسیر و وجود بستر نرم، علاوه بر مشکل نشست، انتظار می رود که پدیده تشدید نیز رخ دهد. علیرغم تحقیقاتی که تاکنون بر روی اثر بهسازی بستر خاکی نرم با شمع بر روی مقدار سرعت بحرانی که منجر به وقوع پدیده تشدید می شود، انجام شده است، همچنان ابهاماتی در خصوص تاثیر و یا عدم تاثیر اجرای شمع بر روی مقدار سرعت بحرانی مسیر ریلی وجود دارد. لذا در پژوهش پیش رو، ابتدا با مدل سازی عددی شمع منفرد و مقایسه نتایج آن با داده های بدست آمده از آزمایش بارگذاری فشاری استاتیکی در محل، ظرفیت باربری شمع و مشخصات فیزیکی و مکانیکی لایه های خاک در محل بدست آمده و سپس مسیر ریلی در محدوده مذکور با استفاده از مدل سه بعدی اجزاء محدود تحت سرعت های عبوری مختلف قطار (از سرعت km/h ۶۰ الی km/h ۴۵۰) مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته و مقدار سرعت بحرانی مسیر تعیین گردیده است که نتایج نشان دهنده وقوع پدیده تشدید در سرعت km/h ۱۰۰ معادل سرعت موج رایلی لایه اول خاک بستر است. سپس به منظور بررسی تاثیر اجرای گروه شمع در بستر نرم بر روی مقدار سرعت بحرانی مسیر، آرایش هندسی مختلف گروه شمع با تغییر فواصل افقی شمع ها از D۵ (D= قطر شمع) الی D۲ تحلیل شده است که نتایج نشان دهنده تاثیر بهسازی بستر نرم با شمع های بتنی بر افزایش مقدار سرعت بحرانی است؛ به نحوی که مقدار سرعت بحرانی به سرعت km/h ۲۵۰ افزایش پیدا کرده است.

Keywords:

رفتار دینامیکی , سرعت بحرانی , قطار سریع السیر , گروه شمع , مدل سازی سه بعدی اجزاء محدود