Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Contact interaction between corrugated steel shell and the soil backfill determined based on the measurements of shell deformations

Machelski Czesław, Korusiewicz Leszek

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

57--79

EN

Unlike in conventional bridges, the backfill and the roadway pavement have a major bearing on the load capacity of buried corrugated metal structures. In the soil-steel structure model one can distinguish two structural subsystems: the shell made of corrugated steel plates and the soil backfill with the road pavement. The interaction between them is modelled as a contact (interfacial) interaction, i.e. forces normal and tangent to the surface of the shell. The normal interactions are variable during both construction and service life. Two algorithms are presented. In the first algorithm on the basis of unit strains the internal forces in the shell are determined and consequently the contact interactions are calculated. A large number of measuring points distributed on the circumferential section of the shell is needed for the calculations. In the second algorithm the collocation condition, according to which the result obtained from the shell geometry model must agree with the measured displacement of the structure’s collocation point, is used. When there are more such points, the estimated result is more precise. The advantage of both algorithms is that they take into account the physical characteristics of the soil in the backfill layers, but above all the backfill laying and compacting technology. The results of such analyses can be the basis for comparing the effectiveness of conventional geotechnical models.

PL

Charakterystyczną cechą konstrukcji gruntowo-powłokowych, w odróżnieniu od klasycznych mostów, jest duży wpływ zasypki gruntowej i nawierzchni jezdni jako elementów nośnych obiektu. W modelu obiektu gruntowo-powłokowego wyróżnia się dwa podukłady konstrukcyjne: powłokę z blachy falistej oraz zasypkę gruntową z nawierzchnią. Współdziałanie pomiędzy nimi modeluje się jako oddziaływanie kontaktowe, czyli siły o kierunku normalnym i stycznym do powierzchni powłoki. Oddziaływania te są zmienne w czasie budowy jak również podczas eksploatacji. W pracy podano dwa algorytmy wyznaczania sił kontaktowych. W pierwszym na podstawie odkształceń jednostkowych określa się siły wewnętrzne w powłoce a stąd oddziaływania kontaktowe. Do obliczeń niezbędna jest duża liczba punktów pomiarowych rozmieszczonych na paśmie obwodowym powłoki. W drugim algorytmie wykorzystuje się warunek kolokacji polegający na tym, że wynik obliczeń uzyskany z modelu geometrii powłoki ma być zgodny w rezultatem pomiaru przemieszczenia punktu kolokacyjnego obiektu. Gdy takich punktów jest więcej oszacowanie wyniku jest dokładniejsze. Zaletą obydwu algorytmów jest uwzględnienie cech fizycznych gruntu w warstwach zasypki a przede wszystkim technologii jej układania i zagęszczania. Wyniki tych analiz mogą być podstawą do porównań skuteczności klasycznych modeli geotechnicznych. Chociaż zależność między siłami kontaktowymi a deformacją powłoki jest znana, to procedury określenia oddziaływań kontaktowych na podstawie doświadczalnie wyznaczonych odkształceń czy też przemieszczeń powłoki nie są ściśle opisane. Celem pracy było przedstawienie takich procedur na przykładzie dwóch różnych obiektów gruntowo-powłokowych.

2

Badanie oddziaływań kontaktowych w obiekcie gruntowo-powłokowym z użyciem tensometrów

Machelski C., Korusiewicz L.

Przegląd Komunikacyjny

|

2018

|

R. 73, nr 12

54--60

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.

3

Oddziaływania kontaktowe fraktalnych chropowatych powierzchni

Ogar P.M., Gorohov D.B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2006

|

z. 67 [230]

211-216

4

Kontaktowe oddziaływania wielotarciowych zespołów w konstrukcjach tarczowo-klockowych hamulców

Wolczenko D., Wolczenko A., Bekisz I., Żurawlow D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2006

|

z. 67 [230]

255-260