CC BY
1УДК. 539.3
МЕТРОПОЛИТЕН ПОЕЗДЛАРИ ^АРАКАТИДАН ^ОСИЛ БУЛАДИГАН ТЕБРАНИШЛАР НАТИЖАСИДА ТОННЕЛ АТРОФИДАГИ ГРУНТЛАРДА ВУЖУДГА КЕЛАДИГАН ДЕФОРМАЦИЯЛАРНИ ЧАСТОТАГА БОГЛЩЛИГИ
Карабаева Мунира Усмановна НамМКИ, PhD., [email protected]. тел:(95) 122-50-57
Аннотация. Маколада метрополитен тоннелларида поезд харакатидан хосил буладиган тебранишларни тоннел атрофидаги грунтларда таркалиш масаласи куриб чикилган. Динамик масала эластиклик назариясининг бир жинсли текис масаласига келтирилган. Ушбу масалани ечишда чекли элементлар усули кулланилган. Тадкикотдан олинган натижалар тахлил этилган.
Аннотация: В статье рассматривается задача о распространении вибрации в грунтах, возникающих при прохождении поездов, метро в тоннелях. Задача приводится к решению неоднородной, плоской динамической задачи теории упругости. В этой задаче применен метод конечных элементов. Результаты исследования были проанализированы.
Abstract: The article examines the problem of the propagation of vibration in soils that occurs when subway trains pass through tunnels. The problem is reduced to solving an inhomogeneous, plane dynamic problem in the theory of elasticity. The finite element method is used in this problem. The results of the study were analyzed.
Калит сузлар: Тебраниш, дифференциал тенглама, чекли элементлар усули, грунт, частота, эластиклик назарияси, тусик, амплитуда, поезд, чегаравий шартлар, метрополитен.
Ключевые слова: Вибрации, дифференциальное уравнение, метод конечных элементов, грунт, частота, теории упругости, преграда, траншея, амплитуда, поезд, граничные условия, метрополитен.
Keywords: Vibrations, differential equation, finite element method, soil, frequency, elasticity theory, obstacle, trench, amplitude, train, boundary conditions, metro.
Кириш. Транспорт воситалари ичида энергиятежамкорлик жихатидан ер ости ва усти темир йул транспорти етакчи уринни эгаллайди, бирок уларни хдракатидан хосил буладиган тебранишлар ахолининг кулай шароитда фаолияти олиб боришига салбий таъсир курсатувчи омиллардан хисобланади. Темир йул транспортининг купайиши линия атрофидаги худудларни санитар-гигиеник меъёрларда белгилангандан ортик акустик ифлосланишига олиб келмокда. Илмий текшириш тадкикотлар шуни курсатадики, ахолининг 10% соглиги доимий салбий таъсир остида яшаб келмокда. Метрополитен тоннелларида тоннел юзасида тебранишларнинг аксланиши тебранишларнинг кушимча манбаи булиб хизмат килади. Транспорт воситалари харакатидан хосил буладиган тебранишларни ер устида таркалиш натижасида хосил буладиган салбий таъсирлари йирик муаммодек каралмаса-да, грунт мухитидаги конструкцияларни бузилишига олиб келувчи омиллардан хисобланади. Фан-техника ривожланиши натижасида транспорт воситалари, машина-механизмларни купайиши сунгги юз йилликда бу муаммони янада долзарб тус олиши олиб келмокда [1]. Куйидаги жадвалда ер усти ва ости темир йул поездлари харакатидан хосил буладиган тебранишлар кийматлари курсатилган.
1-жадвал.
Вагонлар Тебранишлар, дБА
Пассажир поезди 60-70
Электропоездлар 70-85
Метрополитен 80-90
2-жадвалда турли тезликда булган поездлар хдракатидан х,осил булган тебранишлар курсатилган:
2-жадвал
Поезд турлари Тезлик, км/час Тебраниш даражаси, дБА
Юк поезди 30-90 78-88
Электропоезд 40-120 76-90
Пассажир 40-130 78-88
«Сапсан» номли тез юрар поезди 100-220 68-86
Усуллар. Ушбу тадкикотда 6 метр чукурликда жойлашган метрополитен тоннелларида х,осил булган тебранишни грунтнинг нукталарида х,осил буладиган кучишларни вертикал йуналишда узгариши урганилган. Масалани ечиш учун чекли элементлар усулидан фойдаланамиз, текширилаётган сох,а 854 элементга булинган (1 -расм).
Бунинг учун масалани эластиклик назариясининг текис масаласига келтирамиз. Тажриба натижаларига кура грунтнинг тебраниши гармоник конуниятга буйсинади ва тебраниш амплитуд ас и жуда кичик булганлигидан масалани чизикли деб карай м из.
1-расм. Масаланинг х,исоб схемаси
Ярим текисликни эркин чегарасига куйилган гармоник юк жуфти таъсиридаги материалнинг физик-механик характеристикаларини хисобга олган х,олда грунт сатхи узунлиги буйича кучишларни аниклаймиз. Ушбу масалада чексиз ярим текисликни чекли сох,а билан алмаштирамиз [2]. Бунда АД, ДС ва СВ чегараларда (1-расм) тулкинларнинг чексизликка интилишини таъминловчи куйидаги шартлар куйилган ДС ва СВ да [3].
а -а р V' у) а -а р V„у)
ДС да М, СВ да
т = ¡3 р и) т = /3 р й\
Бу ерда о ва т-нормал ва уринма кучланишлар; и ва у - чегаравий нукталар
(1)
тезликларини уклардаги проекциялари; ва V - Р ва $ тулкинларнинг тезликлари; а ва
в - улчамсиз параметрлар; р - материалнинг зичлиги. Х,аракат тенгламасини куйидагича ёзамиз:
[М] {и(г)} + [с] {и(;)} + [К] {и(г)}={Р(;)}-[Г] {и}
Бу ерда: [М] , [С] ва [К] - мос равишда системанинг масса, демпфир ва бикрлик матрицалари; { и (?) },{р(?) }-тугуннинг кучиш ва таъсир этувчи кучларнинг векторлари; [ Г ] -чегара шартларини х,исобга олувчи диагонал матрица [4-6].
Натижалар. Грунт сиртидаги тебранишлар амплитуда урамаси метрополитен симметрия укидан узоклашган сари сунувчан ва номонотон характерга эга. ^уйида келтирилган график ва жадвалда ушбу масаланинг сонли натижалари уз аксини топган.
2-расм.20 Гц частотада вертикал йуналишда жойлашган грунт нукталарини
кучишини узгариш графиги
3-расм. f=30 Гц вертикал йуналишда жойлашган грунт нукталарини кучишини
узгариш графиги
3-жадвал
Метрополитен тоннелида поезд х,аракатидан х,осил буладиган тебранишлар
таъсирида грунтларда х,осил буладиган кучишлар
Частота Текширилаёт ган грунт узунлиги, м Метрополитен тоннелининг симметрия укидан 4м масофада грунт нукталарининг кучиши, см Метрополитен тоннелининг симметрия укидан 6м масофада грунт нукталарининг кучиши, см Метрополитен тоннелининг симметрия укидан 8м масофада грунт нукталарининг кучиши, см
1 2 3 4 5
0.00000 0.19954 0.22140 0.25478
1.00000 0.19724 0.20431 0.23094
2.00000 0.18594 0.17749 0.19282
3.00000 0.16408 0.14473 0.14617
4.00000 0.13161 0.11014 0.09909
й 5.00000 0.09404 0.07725 0.06407
о с^ 6.00000 0.07775 0.04923 0.05773
7.00000 0.11803 0.03284 0.07236
й н о н о ей 8.00000 0.19099 0.04061 0.08790
9.00000 0.27103 0.06526 0.10012
ЕТ 10.00000 0.33589 0.09724 0.11269
11.00000 0.36400 0.13324 0.12777
12.00000 0.35717 0.16602 0.14086
13.00000 0.34805 0.18311 0.14474
14.00000 0.33411 0.17592 0.13659
15.00000 0.31331 0.14877 0.11719
0.00000 0.26643 0.28090 0.25692
1.00000 0.24172 0.26074 0.24183
2.00000 0.18309 0.20296 0.19096
3.00000 0.10387 0.12216 0.11672
й 4.00000 0.04422 0.05162 0.03975
5.00000 0.09967 0.07874 0.04648
о т 6.00000 0.17506 0.12948 0.08951
й н 7.00000 0.24200 0.15485 0.10102
о н о 8.00000 0.30063 0.15628 0.07723
й ЕГ 9.00000 0.35148 0.15421 0.02413
10.00000 0.38819 0.17963 0.05003
11.00000 0.40142 0.23483 0.12277
12.00000 0.39557 0.28844 0.17765
13.00000 0.38501 0.30912 0.20052
14.00000 0.35432 0.28685 0.19113
15.00000 0.30504 0.23661 0.16112
Хулоса. Хулоса килиб шуни айтиш мумкинки, олиб борилган тадкикотлар асосида метрополитен тоннелларида поезд харакатидан хосил буладиган кучишларни нафакат вертикал йуналишда узгаришини, балки горизонтал йуналишда узгаришини, грунт саткида тебранишларни таркалишини хам тахлил этиш мумкин. Бу эса олдиндан тебранишлар таъсири натижасида хосил буладиган деформация-кучланиш холатини бахолаш имконини беради.
АДАБИЁТЛАР
1. Куклин Д.А. Снижение шума подвижного состава железнодорожного транспорта в источнике образования и на пути распространения/grgrG.su 19.05.2015
2. Саидов С.М., Юлдашев Ш.С. «Решение задачи распространения вибрации от прохождения поездов» Материалы международной научно-технической конференции «Современные проблемы механики грунтов и сложных реологических систем». Самарканд. 19-20 апрель 2013г. 2-книга, 340 с.
3. Юлдашев Ш.С., Маткаримов П.Ж., Распространение вибраций в грунтах от транспортных средств и виброзащитные системы. Ташкент, "Фан ва технологиялар маркази", 2014 г., 188 с.
4. Finite Element Analysis with Paraxial & Viscous Boundary Conditions for Elastic Wave Propagation, Hee Seok Kim, Structural Engineering Research Division, Korea Institute of Construction Technology, Ilsan, South Korea, Email: [email protected], Received October 8, 2012; revised November 9, 2012; accepted November 19, 2012.
5. Ш.С.Юлдашев, М.У.Карабаева Метрополитен поездлари харакатидан вужудга келадиган вибрацияларни камайтиришга каратилган траншеялар самарадорлиги // ФарПИ илмий техника журнали. 2020. Фаргона. №2. 114-117б.
6. М.У.Карабаева, Propagation of vibrations in soils from subway tunnels taking into account open tranches constructed to reduce vibration level // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology, 2021, India, Vol. 8, Issue 9, p. 18291-18295 Vol. 8, Issue 9, p. 18291-18295
