A GEORÁCSOK HÁLÓMÉRETÉNEK ÉS GYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁJÁNAK HATÁSA A SZEMCSÉS RÉTEGEK BELSŐ NYÍRÁSI ELLENÁLLÁSÁRA

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A GEORÁCSOK HÁLÓMÉRETÉNEK ÉS GYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁJÁNAK HATÁSA A SZEMCSÉS RÉTEGEK BELSŐ NYÍRÁSI ELLENÁLLÁSÁRA"

Viktória Nikolett Hegedűs
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 Felhívás kódszáma: EFOP A GEORÁCSOK HÁLÓMÉRETÉNEK ÉS GYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁJÁNAK HATÁSA A SZEMCSÉS RÉTEGEK BELSŐ DR. FISCHER SZABOLCS EGYETEMI DOCENS SZATMÁRI TAMÁS - ALKALMAZÁSMÉRNÖK Nemzetköziesítés, oktatói, kutatói és hallgatói utánpótlás megteremtése, a tudás és technológiai transzfer fejlesztése, mint az intelligens szakosodás eszközei a Széchenyi István Egyetemen

2 Az előadás tartalma Köszönetnyilvánítás Kutatási probléma felvetése Az interlocking hatás jellemzői Laboratóriumi vizsgálatok Mérési eredmények Mérési eredmények értékelése, összefoglaló megállapítások További információk Irodalomjegyzék

3 Köszönetnyilvánítás Köszönettel tartozunk a Low&Bonar Hungary Kft.-nek (korábbi nevén Bonar Geosynthetics Kft.) (a vizsgálatok finanszírozása és a georácsok, geoműanyagok biztosítása) és a Colas Északkő Kft.-nek (szemcsés anyagok biztosítása) a kutatás-fejlesztési munkánk támogatásáért.

4 Kutatási probléma felvetése A közlekedési létesítmények építésekor nagy mennyiségben használnak szemcsés rétegeket (pl. kiegészítő réteg, alapréteg, vasúti zúzottkő ágyazat, stb.), amelyekbe gyakran kerül betervezésre geoműanyag (georács, georács+geotextília) réteg erősítő funkcióval. A szemcsés anyagokban a geoműanyagok miatti belső nyírási ellenállás-növelő hatás jelenleg nem ismert teljes körűen. Laboratóriumi többszintes nyíróládás vizsgálatokkal az ún. interlocking hatás számszerűsíthető. A különböző kialakítású esetek összehasonlíthatók. Megfelelő számú georács típus figyelembevétele esetén a gyártási technológia és a hálóméret hatása is megítélhető. Nem célja az előadásnak és a kutatásnak az egyes geoműanyag gyártók termékeinek ismertetése, a viselkedés összehasonlításának alapja a vizsgált geoműanyagok geometriai-fizikai-mechanikai paramétereire korlátozódik.

5 Az interlocking hatás jellemzői

6 Az interlocking hatás

7 Az interlocking hatás

8 Az interlocking hatás 1. zóna: Nincsen alakkal zárás. A szemcsés halmaz eredeti tulajdonságai érvényesek. 2. zóna: Átmeneti zóna. Az alakkal záró hatás nemlineáris lefutású az alsó maximum és a felső minimum érték között. Szemcseelmozdulás van. 3. zóna: Átmeneti zóna. Az alakkal záró hatás maximális hatásfokú. Szemcseelmozdulás nincsen.

9 Rétegvastagság A GEORÁCSOK HÁLÓMÉRETÉNEK ÉS GYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁJÁNAK HATÁSA A SZEMCSÉS RÉTEGEK BELSŐ Laboratóriumi vizsgálatok A belső nyírási ellenállás értékeit különböző síkokban kell ismerni Zúzottkő ágyazat Georács/geokompozit Belső nyírási ellenállás

10 Megoldás: többszintes nyíróládában történő mérés

11 Vizsgált szemcsés anyagok 31,5/63 E típusú vasúti zúzottkő ágyazati anyag, FZKA 0/56 típusú szemcsés keverék (CÉK, Szob). Vizsgált geoműanyagok merev, előterhelt, extrudált PP pászmákból álló, hegesztett csomópontú georácsok, mindkét irányban azonos szilárdsággal: GR1, GR2, GR3: biaxiális, rendre ~40, ~70 és ~95 mm nyílásmérettel, szőtt technológiával készült, két irányban teherviselő georácsok, PET monofilamens szálakból gyártva, PVC bevonattal: GR4: biaxiális, ~35 mm nyílásmérettel, extrudált PP lemezből készülő georácsok, amelyet lyukasztanak, majd két irányban nyújtanak: GR5: biaxiális, ~40 mm nyílásmérettel, GR6, GR7, GR8: hexagonális, rendre ~40, ~60 és ~30 mm nyílásmérettel, a GR1 georács kombinálása egy GRK3 robosztusságú nem szőtt geotextíliával: KOMP: biaxiális geokompozit, ~40 mm nyílásmérettel.

12 Mérési eredmények

13 A minősítési paraméterek meghatározása a belső nyírási ellenállás Az 5 mm és 40 mm közötti keret-elmozdulásnál az ezen a tartományon mért adatsorra illesztett lineáris regressziós függvény meredeksége

14 A lineáris regressziós függvény meredekségének arána GN; 1.00 GR3; 0.94 GR1; 1.15 GR5; 1.11 GR6; 1.1 GR4; 0.97 GR8; 0.73 GR2; 2.38 GR7; 1.96 A GEORÁCSOK HÁLÓMÉRETÉNEK ÉS GYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁJÁNAK HATÁSA A SZEMCSÉS RÉTEGEK BELSŐ A nyírási grafikonok 5 40 mm-es keretelmozdulások zónájára számított lineáris regressziós függvényei meredekségének geoműanyag nélküli esethez viszonyított aránya az egyes geoműanyagos erősítéseknél a georács síkjában értelmezve 31,5/63 E Vasúti zúzottkő ágyazat (31,5/63 mm) ~95 mm ~60-70 mm ~40 mm ~30 mm Georács nyílásmérete

15 A lineáris regressziós függvény meredekségének arána GN; 1.00 GR3; 1.22 GR1; 1.61 GR5; 1.61 KOMP; 1.43 GR4; 1.68 A GEORÁCSOK HÁLÓMÉRETÉNEK ÉS GYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁJÁNAK HATÁSA A SZEMCSÉS RÉTEGEK BELSŐ A nyírási grafikonok 5 40 mm-es keretelmozdulások zónájára számított lineáris regressziós függvényei meredekségének geoműanyag nélküli esethez viszonyított aránya az egyes geoműanyagos erősítéseknél a georács síkjában értelmezve FZKA 0/ FZKA 0/ ~95 mm ~40 mm Georács nyílásmérete ~30 mm

16 Mérési eredmények értékelése, összefoglaló megállapítások 1. Kizárólag a jelen cikk hátterét adó kutatás eredményeire alapozva, a szakirodalmak [1, 6] szerint meghatározott 88 mm-es (vasúti ágyazat esetén, d max =63 mm-nél), valamint mm-es (folytonos szemeloszlású réteg esetén, d 50 =10 15,72 mm-nél) georács nyílásméret csak az FZKA 0/56 anyag esetén igaz, vasúti zúzottkő ágyazatnál a mm-es nyílásméret túlságosan nagy ahhoz, hogy a georács síkjában erősítő hatást lehessen vele elérni. A [5]-ös irodalomban bemutatott eredmények alapján a mm-es hegesztett georáccsal és E típusú vasúti zúzottkővel kialakított rétegszerkezet esetén az erősítés a maximális volt a vizsgált georácsokhoz viszonyítva. Ez azt jelenti, hogy a hatékony nyílásméret (biaxiális rácsnál) nem 1,4 d max, hanem 1,14 d max körüli. Amennyiben csak a hexagonális rácsokat tekintjük, úgy ez az érték nem 1,4 d max, hanem 1,0 d max körüli (a 60 mm-es élhosszúságú rács erősített a legjobban a vizsgált típusok közül).

17 Mérési eredmények értékelése, összefoglaló megállapítások 2. A gyártási technológiát illetően a mm-es nyílásméret esetén vasúti zúzottkő ágyazatban a hegesztett csomópontú és extrudált rácsokkal lehetett elérni a legmagasabb erősítést (a szőtt rács itt nem optimális), a 30 és 40 mm-es hálóméretnél csak csekély erősítés, vagy néhány esetben éppen gyengítés volt megfigyelhető, a gyártási technológia és a rács kialakítása nem volt meghatározó. FZKA 0/56 esetén a gyártási technológia a vizsgált hálóméret tartományban nem volt releváns.

18 Irodalomjegyzék Brown, S. F.,Kwan, J., Thom, N. H.: Identifying the key parameters that influence geogrid reinforcement of railway ballast, Geotextiles and Geomembranes, 2007, pp [1] Fischer, Sz.: A vasúti zúzottkő ágyazat alá beépített georácsok vágánygeometriát stabilizáló hatásának vizsgálata, PhD értekezés, SZE MMTDI, 2012, DOI: /SZE.MMTDI [2] Fischer, Sz.: Georácsok alkalmazása vasúti zúzottkő ágyazat stabilizálására ( ), KTE ankét előadás, Pécs, , DOI: /rg [3] Fischer Sz.: A vasúti zúzottkő ágyazat és a szemcsés kiegészítő rétegek alá beépített georácsok belső nyírási ellenállásának vizsgálata, Sínek Világa, 2014/4, pp [4] Fischer, Sz., Szatmári, T.: Investigation of the geogrid-granular soil combination layer with laboratory multi-level shear box test, Eurogeo6: 6th European Geosynthetics Congress, Ljubljana, Szlovénia, , pp [5] Koerner R. M.:, Designing with Geosynthetics, Xlibris Press, USA, 2012, 416 p. [6] Kurhan, D. M.: Determination of dynamic loads from the wheel on the rail for high-speed trains, Nauka ta Proges Transportu, 2015/3, pp [7] MSZ EN 13250:2014+A1/2015: Geotextíliák és rokon termékeik. A vasutak szerkezetében való alkalmazás előírt jellemzői, 44 p. [8] MSZ EN 13450:2003: Kőanyaghalmazok vasúti ágyazathoz, 2003, 33 p. [9] Stahl, M.: Interaktion Geogitter-Boden: Numerische Simulation und experimentelle Analyse, Ph.D. értekezés, Technischen Universität Bergakademie Freiberg, 2011, 166 p. [10] Tensar International Ltd.: Railways. Mechanical Stabilisation Track Ballast and Sub-ballast, marketing issue, 2013, Blackburn, 11 p. ( [11] ÚT : Útpályaszerkezetek kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú alaprétegei. Tervezési előírások, 2007, 51 p. [12]

19 TOVÁBBI INFORMÁCIÓK

20 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! elérhetőségek: fischersz@sze.hu tamas.szatmari@lowandbonar.com

Hasonló dokumentumok

ÚT- ÉS VASÚTÉPÍTÉSI SZEMCSÉS RÉTEGEK ERŐSÍTÉSE GEOMŰANYAGOKKAL. Dr. Fischer Szabolcs egyetemi adjunktus SZE ÉÉKK Közlekedésépítési Tanszék

ÚT- ÉS VASÚTÉPÍTÉSI SZEMCSÉS RÉTEGEK ERŐSÍTÉSE GEOMŰANYAGOKKAL Dr. Fischer Szabolcs egyetemi adjunktus SZE ÉÉKK Közlekedésépítési Tanszék Az előadás vázlata Köszönetnyilvánítás Kutatási probléma felvetése