CC BY
2ТЕМИР ЙУЛ ПОЛОТНОСИ ЖОЙЛАШИШ БАЛАНДЛИГИ УЗГАРИШИНИНГ ПОЕЗДЛАР ^АРАКАТИДАН ^ОСИЛ БУЛГАН ТУЩИНЛАРНИНГ
ТАРЦАЛИШИГА ТАЪСИРИ.
Юлдашев Ш.С., Тиллабоев Ё.К., Бойтемиров М. Б.
АННОТАЦИЯ. Маколада темир йул поездлари харакати даврида юзага келган тебраниш тулкинларининг грунтда ва бино конструкцияларида таркалиши урганилган. Тебраниш тулкинлари даражасини камайтириш максадида темир йул полотносини жойлашиш рельефини узгартирилган. Темир йул полотноси 1 ва 2 ж баландликда жойлаштирилиб, самарадорлиги тахлил килинган. Масала эластиклик назариясининг текис масаласига келтириб, чекли элементлар усули билан ечилган.
АННОТАЦИЯ. В статье приведены результаты изучения распространения вибрационных волн в грунтах и конструкциях зданий. С целью снижения уровня вибрационных волн меняли рельеф расположения железнодорожного полотна. Исследовали эффективность железнодорожного полотна расположенного на возвышении 1 и 2 м. Задача решена методом конечных элементов, сводя к плоской задаче теории упругости.
ABSTRACT. The article presents the results of a study of the propagation of vibrational waves in soils and building structures. In order to reduce the level of vibrational waves, the relief of the location of the railway track was changed. We investigated the effectiveness of a railway bed located at an elevation of 1 and 2 m. The problem was solved by the finite element method, reducing to a flat problem the theory of elasticity.
Калит сузлар: тебраниш тулкинлари, гармоник нагрузка, Ярим текислик, рельеф, грунт, конструкция, эластиклик назарияси, амплитуда, бинолар, модель, утказувчи чегаравий шартлар.
Ключевые слова: вибрационные волны, гармоническая нагрузка, полуплоскость, рельеф, грунт, конструкция, теория упругости, амплитуда, здание, модель, переходные граничные условия.
Key words: vibrational waves, harmonic load, half-plane, relief, soil, structure, the theory of elasticity, amplitude, building, model, transient boundary conditions.
Х,озирги кунга келиб ахоли сонининг купайиши натижасида, бино ва иншоотлар курилишлари, саноатда ишлаб чикариш жараёнлари кескин ортиб бормокда. Бу эса инсонлар ва юкларни ташувчи транспорт воситаларига булган талабларни ортишига олиб келмокда.
Темир йул транспорт воситалари инсонларга хизмат курсатиш ва хар хил турдаги юкларни ташиш учун кулай траспорт воситасидир. Шунинг учун уларга булган эхтиёж ортиб, поездларнинг сони йилдан-йилга купайиб, замонавий турлари вужудга келди, яъни куввати ва тезлигининг ортиши кузатилмокда.
Темир йул транспорти катнови купайиши, тезлиги ортиши натижасида йул атрофидаги грунтлардаги тебранишлар даражасининг ортиб боришига олиб келади. Турар-жой, саноат бинолари ва иншоотларнинг тебраниши, транспорт хдракати ва йул копламаси тебранишларининг бинолар ва иншоотлар пойдеворларига таъсири натижасида юзага келади. Вибрация таъсирида материалларнинг ички тузилмалари ва сирт катламларини узгаришига, конструкцияларни мустахкамлиги пасайишига олиб келади.
Биноларнинг тебраниши инсонларнинг х,аёт фаолияти, иш унумдорлигига таъсир этиб, салбий окибатларни келтириб чикаради.
Мазкур тадкикот иши темир йул транспорти хдракатидан х,осил булган тулкинлар даражасини камайтиришга каратилган. Бунинг учун темир йул транспорти полотносини текисликдан 1 ва 2 м юкорига кутарилган х,олда жойлаштириб, унинг самарадорлиги тах,лил этилган.
Темир йул полотносидан 20 метр масофада иккита бир хил темир - бетонли (панелли) бинолар жойлаштирилган. Бинолар пойдевори йул сатх,и чизигидан 2 м пастда жойлашган, бинолар икки каватли ва ер тулали килиб лойихдланган. (1-расм) да текисликдан 2 м баландликда жойлаштирилган иккинчи темир йул полотноси курсатилган.
Бунинг учун масалани эластиклик назариясининг текис масаласига келтирамиз. Тажриба натижаларига кура грунтнинг тебраниши гармоник конуниятга буйсинади деб фараз килинади ва тебраниш амплитудаси жуда кичик булганлигидан масалани чизикли деб караймиз.
Ярим текисликни эркин чегарасига куйилган гармоник юклар жуфти таъсиридаги материалнинг физик-механик характеристикаларини х,исобга олган х,олда, биноларнинг каватларидаги ва устунларидаги кучишларни аниклаймиз. Ушбу масалада чексиз ярим текисликни чекли сох,а билан алмаштирамиз [1]. Бунда АС, СД ва ДМ чегараларда (1-расм) тулкинларнинг чексизликка интилишини таъминловчи куйидаги шартлар куйилган. АС ва СД да [2].
о = ар ур 1>| а = ар УРй 1
АС да >, СД да >
т = Рр У5й] т = Рр У5 V}
Бу ерда а ва т - нормал ва уринма кучланишлар; й ва V - чегаравий нукталар тезликларини уклардаги проекциялари; Ур ва У - Р ва £ тулкинларнинг тезликлари; а ва
в - улчамсиз параметрлар; р - материалнинг зичлиги[2].
Масалани ечиш учун чекли элементлар усулидан фойдаланамиз. Х,аракат тенгламасини куйидагича ёзамиз:
[м] й )}+[с] [к] й ( »={? ()}- [г] {и}. (1)
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 [3].
Масалани ечиш сохдсининг чекли динамик модели 1 -расмда келтирилган.
Бу масалада грунт турини х,ар иккала х,ол учун х,ам бир хил килиб олинган. Материал турлари (1-жадвалда келтирилган). а, Ь, с, d, к лар текширилаётган нукталар.
Масалани ечишда эластиклик модули ва Пуассон коэффициентлари куйидаги жадвалдаги куринишда олинган.
1-жадвал
№ Материал тури Эластиклик модули - Е, Н/см2 Солиштирма огирлиги-р, кг/м3 Пуассон коэффициенти -V
1 ^умли - шагалли грунт 2850 1800 0,35
2 Темир-бетон 200000 2500 0,15
V V
1-расм. Темир йул полотноси текисликдан 2 м баландликда жойлаштирилган
Фараз килайлик, ташки таъсир этувчи куч частотаси о булган гармоник функция куринишида берилган
{Р(1 )}={Ра . (2)
Системанинг реакцияси тургун жараён учун куйидагича булади
{ и (г)}={и}• е^
и
(г)1 = /®{м } еш
и (г)1 = -ш2 {и} еш
(3)
Энди (2) ва (3) ни (1) хдракат тенгламасига куйсак, вактга боглик булмаган комплекс алгебраик тенгламалар системасига эга буламиз
[ К]{и}={Ра }. (4)
Бунда {и }-тебраниш амплитудасининг вектори; {Р }- таъсир этувчи кучнинг амплитудаси вектори.
Гаусс усули билан (4) тенгламани ечиб, системанинг доимий комплекс амплитуда вектори аникланади.
{и }= {их, и2, ^3,..., ин } . (5)
Бунда N - сохднинг эркинлик даражаси. Реал кучишлар куйидаги формула оркали аникланади.
{и(г )}= Re{u}cosrat + ^{и^тетГ (6)
^илинган х,исоб ишлари наижалари натижаларининг курсатишича грунт сиртидаги тебранишлар амплитудалари урамаси полотно укидан узоклашган сари сунувчан ва номонотон характерга эга.
Текширилаётган биноларнинг х,ар бир каватидан 1 -расмда курсатилган нукталарини олиб улардаги кучишларни юк частотаси ш=20гц булган х,ол учун куриб чикилди. Нукталар координата бошидан 21, 24, 27 ва 32,4 м узокликда.
2-жадвал
Темир йул Темир йул
полотноси полотноси
№ Текшири-лаётган текисликдан 1 м баландлик текисликдан 2м баландлик фарки (3/4)
тугунлар жойлаштирилган-да бино тугунларидаги вертикал кучишлар жойлаштирилган-да бино тугунларидаги вертикал кучишлар
1 2 3 4 5
a 0,07747 0,07057 1,0977
Ь 0,03242 0,03692 0,8787
1-кават c 0,08737 0,05485 1,597
d 0,05702 0,03827 1,49
k 0,0126 0,00153 8,23
a 0,07193 0,06715 1,07
Ь 0,03876 0,0358 1,08
2-кават c 0,08769 0,05518 1,59
d 0,05357 0,03414 1,57
k 0,01089 0,00259 4,27
a 0,0717 0,0664 1,08
том ёпма Ь 0,0373 0,0372 1,004
c 0,0875 0,0553 1,58
d 0,055 0,0373 1,47
k 0,0109 0,0022 4,86
1-жадвалдаги натижалардан куриниб турибдики, темир йул поезди полотносининг х,олати ер рельефидан 2м баландликда жойлашганда текисликда жойлашганга нисбатан бинонинг каватларидаги кучишлар уртача 1,1 дан 7 баробаргача камайиши кузатилди. Масаладаги кумли - шагалли грунтни урнига суглинок, лёсс, супес каби грунт турларини куйиб натижаларни олинди. Натижалардан аникландики юкоридаги грунтларда х,ам темир йул поезди полотносининг ер рельефига нисбатан жойлашиши 2 м баланд булганда 1 м баландликда жойлашганга нисбатан бинонинг конструкцияларидаги кучишлар 6 мартагача камайиши аникланди. Полотно ер сатх,идан кутарилиб бориши билан тебраниш даражаси пасайиб бориши кузатилди.
Масалани тебраниш частотаси ю=10 ^ 50 гц ораликда текшириб, кучишлар ух,шаш конуният эга эканлиги аникланди.
куйидаги расмларда частота а=20 гц булган х,олдаги,полотно ер сиртидан 1 ва 2 м баланда жойлашгандаги графиклари солиштириб курсатилган.
2-расм. Биноларнинг биринчи каватидаги тугунларнинг кучишлари
3-расм. Биноларнинг иккинчи каватидаги тугунларнинг кучишлари
А А
20 32,4 X , га
—*— темир йул попотноси ердан 2м баландликда жойлашганда
■ темир йул полотноси ердан 1м бапандпикда жойлашганда
А — амплитуда
X --темир йул полотносидан аншдннаетган тугунпаргача булган масофалар
4-расм. Биноларнинг том ёпма каватидаги тугунларнинг кучишлари
АДАБИЁТЛАР
1. Ильичев В.А., Юлдашев Ш.С., Саидов С.М. Исследование распространения вибрации при прохождении поездов в зависимости от расположения железнодорожного полотна // Основания, фундаменты и механика грунтов. М.,1999. № 2.
2. Lysmer J., Kyhlemeyer L. Finite Dynamic Model for Infinite Media // Jour Engineering Mechanics Division.ASCE. 1969. Vol. 95.NoEM4.August.P. 859 - 887.
3. Юлдашев Ш.С., Маткаримов П.Ж. Распространение вибраций в грунтах от транспортных средств и вибро защитные система. Ташкент, "Фан ва технологиялар маркази", 2014 г.,188 с.
Механика ва технология илмий журнали кабул килинди 22.10.2020
