Badanie oddziaływań kontaktowych w obiekcie gruntowo-powłokowym z użyciem tensometrów

• Autorzy: Machelski C. , Korusiewicz L.

Warianty tytułu

EN

Investigations of contact interactions in buried corrugated metal structure by means of strain gauges

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule analizuje się rozkłady oddziaływań kontaktowych pomiędzy gruntem i powłoką w postaci składowych normalnych i stycznych. W obliczeniach wykorzystuje się wyniki pomiarów odkształceń jednostkowych uzyskane z tensometrów elektrooporowych. Przedstawiono algorytm przekształcania funkcji odkształceń na siły kontaktowe rozłożone wzdłuż pasma obwodowego powłoki. Przy regularnym rozstawie punktów pomiarowych korzystne jest ujęcie różnicowe rozwiązania. Skuteczność algorytmu wykazano na przykładzie badania realizowanego w warunkach laboratoryjnych, stosując statyczny układ sił jako obciążenie taborem kolejowym. Jako parametry zmienne analizy przyjęto intensywność obciążenia od wartości normowej do przewidywanej wartości granicznej. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci funkcji sił rozłożonych wzdłuż pasma obwodowego powłoki. Na przykładzie trzech przypadków wykazano w pracy, że siły kontaktowe, nawet przy prawie równomiernym rozkładzie obciążenia na naziomie, tworzą złożone funkcje, na dodatek znacznie odbiegające od proporcjonalności obciążenia.

EN

This paper analyzes the distributions of contact soil-steel interactions in the form of normal and shear components. Unit strain measured by electrical resistance strain gauges are used in the calculations. An algorithm for transforming strain functions into contact forces distributed along the circumferential section of the steel shell is presented. When the measuring points are regularly spaced, it is advantageous to adopt the differential approach to the solution. The effectiveness of the algorithm has been demonstrated through a test conducted in laboratory conditions, using a static force system as the rolling stock load. The intensity of loading from the standard value to the predicted limit value was adopted as the variable parameter in the analysis. The results of the calculations are presented in the form of functions of the forces distributed along the shell's circumferential section. An analysis of three exemplary cases, carried out in this paper, has shown that even when the load distribution on the soil surcharge is almost uniform, the contact forces form composite functions. Moreover, the latter considerably diverge from load proportionality.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcje gruntowo-powłokowe; oddziaływanie kontaktowe; obciążenia statyczne; pomiary tensometryczne; badania laboratoryjne

EN

buried corrugated metal structures; contact interactions; static loads; tensometric measurement; laboratory tests

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 73, nr 12
• Strony: 54--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Machelski C.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Katedra Mostów i Kolei

autor

Korusiewicz L.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Wytrzymałości Materiałów

Bibliografia

• [1] Machelski C: Sztywność obiektu mostowego jako parametru użytkowego konstrukcji inżynieryjnych. Przegląd Komunikacyjny, 2/2016, s. 27-32.
• [2] Machelski C: Estimation of internal forces in the shell of soil-steel structures on the basis of its displacements during backfilling. Studia Geotechnica at Mechanica, 1/2009, pp. 19-38.
• [3] Machelski C.: Szacowanie oddziaływania zasypki na powłokę w obiekcie gruntowo-powłokowym na podstawie deformacji powłoki. Przegląd Komunikacyjny, 11/2016, s. 31-36
• [4] Machelski C.: Oddziaływania pojazdu na powłokę w obiektach gruntowo-powłokowych. Przegląd Komunikacyjny, 9/2017, s. 5-10.
• [5] Korusiewicz L., Chruścielski G., Jasiński R.: Practical aspects of strains, stresses and internal fores estimation during field and laboratory tests of corrugated culverts. Archives of Institute of Civil Engineering, 12, 2012, pp. 117-131
• [6] Korusiewicz L: Badania w czasie zasypywania gruntowo-powłokowej konstrukcji o dużej rozpiętości wykonanej bez dodatkowych elementów usztywniających. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 14,3,2015, s. 203-218
• [7] Vaslestad J„ Kunecki B., JohansenT. H.:Twenty one year pressure measurements on buried flexible steel structure. Archives of Institute of Civil Engineering, No 1/2007, pp. 233-244.
• [8] Vaslestad J.: Long-term behaviour of flexible large-span culverts, Publication No.74, Norwegian Pub. Roads Administration, Oslo 1994, pp. 38-56.
• [9] Machelski C: Skuteczność pomiarów geodezyjnych podczas budowy obiektów gruntowo-powłokowych. Mosty, 8/2016 s. 24-28.
• [10] Szajna W.S.: Numerical model for the analysis of construction process of soil-steel culverts. Archives of Institute of Civil Engineering, No 1/2007, pp. 215-223.
• [11] Bakht B.: Evaluations of the design methods for soil-steel structures in Canada. Archives of Institute of Civil Engineering, No 1/2007, pp. 7-22.
• [12] Jaske T., Przedecki T, Rossiński B.: Mechanika gruntów. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1966.
• [13] Klóppel K, Glóck D: Theoretische und experementelle Untersuchungen zu den Traglast problemen bigeweicher in die Erde ein gebetteter Rohre. Veróffenntlichung des Instituts Statik und Stahlbau der Technische Hochschule Darmstadt, 3/1979, H-10.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).