|
Crow indian
Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 40
Сообщений: 29,983
Поблагодарил: 398 раз(а)
Поблагодарили 5986 раз(а)
Репутация: 126089
|
Тема: Определение состояния балласта и земляного полотна железнодорожного пути георадиолокационным методом в режиме скоростного мониторинга
Определение состояния балласта и земляного полотна железнодорожного пути георадиолокационным методом в режиме скоростного мониторинга
Скачать
Специальность 05.22.06 – «Железнодорожный путь,
изыскание и проектирование железных дорог»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Ростов-на-Дону
2008
Цитата:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Экономическое и социальное развитие России привело к росту объемов грузовых и пассажирских перевозок, что требует дальнейшего совершенствования железнодорожной инфраструктуры для увеличения пропускной способности железных дорог.
На решение этой задачи ежегодно выделяются финансовые средства, исчисляемые сотнями миллиардов рублей, в том числе на ремонт железнодорожного пути - более 40 млрд рублей.
Однако в настоящее время качественного улучшения путевой инфраструктуры в полной мере достичь не удается. Так, протяженность главных путей с просроченным капитальным ремонтом за пять лет (с 2003 по 2007 гг) увеличилась в 1,3 раза, несмотря на повышение объема финансирования в 2,3 раза.
В соответствии с действующими инструкциями диагностика балластного слоя выполняется отбором проб, а земляного полотна - бурением разведочных скважин. Снижение стоимости реконструкционных и ремонтных работ требует, помимо прочего, создания методов неразрушающей диагностики состояния элементов путевой инфраструктуры, которые можно успешно применять при скоростях движения свыше 100 км/час. Для этого целесообразно использование комплексных диагностических поездов, обеспечивающих получение в едином масштабе координат и времени информации по параметрам, влияющим на безопасность движения поездов.
В перечень этих параметров целесообразно дополнительно включить степень загрязнения балласта; состояние основной площадки земляного полотна, оцененное интегрально по числу балластных углублений; влажность балласта и подстилающих грунтов. Для решения этой задачи в работе использован георадиолокационный метод, который обеспечивает получение непрерывной информации о балластной и грунтовой средах в продольном профиле. Созданию георадиолокационных методик и применению их на железнодорожном транспорте посвящена данная работа. В результате исследований появляется инструментальная возможность назначать ремонты и реконструкции инфраструктуры железнодорожного пути по его реальному состоянию.
Таким образом, актуальность темы исследований определяется тем, что в работе созданы и апробированы программно-аппаратные методы систематического скоростного контроля состояния железнодорожного пути.
Целью работы является совершенствование современного метода георадиолокационной диагностики в системе мониторинга железнодорожного пути, разработка новых методов скоростного обследования балластного слоя и земляного полотна и создание методик обработки результатов измерений.
Для достижения указанной цели в работе решены следующие научные задачи:
1. Созданы теоретические методы количественного описания характеристик балласта по скорости распространения электромагнитных волн и по затуханию электромагнитного излучения. Выполнена экспериментальная проверка теоретических методов количественного описания характеристик балласта по скорости распространения электромагнитных волн и по затуханию электромагнитного излучения в лабораторных условиях. Установлен характер влияния фракционного состава загрязнителя и его влажности на электрофизические характеристики балласта.
2. Апробированы аппаратно-программные методы качественного и количественного анализа радарограмм при скоростном и детальном обследовании земляного полотна, позволяющие определять дефекты и деформации основной площадки земляного полотна и дать интегральную оценку его технического состояния.
3. Экспериментально обосновано применение:
- спектрального анализа радарограмм для определения переувлажненных областей земляного полотна;
- отражательной способности грунтов для определения областей земляного полотна, аномальных по плотности.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- теоретически получен и экспериментально подтвержден характер зависимости отражательной способности от коэффициента затухания электромагнитного излучения в балластном слое;
- экспериментально установлена степень влияния фракционного состава загрязнителя и его влажности на отражательную способность балласта;
- создан метод количественного описания загрязненности балласта железнодорожного пути по характеру затухания электромагнитного излучения;
- создан скоростной георадиолокационный метод определения загрязненности балласта и определения числа дефектов и деформаций основной площадки на километр пути;
- предложены методики определения технического состояния земляного полотна, основанные на подсчете числа балластных дефектов и деформаций, спектральном анализе радарограмм и их локальной оптической плотности.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Зависимость между относительной отражательной способностью балласта и степенью его загрязнения.
2. Метод определения степени загрязнения балласта железнодорожного пути в режиме скоростного мониторинга.
3. Метод интегральный оценки степени деформативности земляного полотна для протяженных участков железных дорог.
4. Метод оценки влажности подстилающих железнодорожный путь грунтов, основанный на спектральном анализе радарограмм.
Достоверность полученных результатов определяется использованием в теоретических исследованиях современных апробированных представлений волновой теории электромагнитного излучения, современных методов вычислений и обработки данных, библиотек компьютерных алгоритмов. Все теоретические выводы и созданные методики подтверждались лабораторными и натурными проверками и испытаниями в соответствии с утвержденными в ОАО «РЖД» методиками.
Практическая значимость. Использование георадиолокационных технологий в скоростном режиме в системе мониторинга железнодорожного пути в совокупности с другими геофизическими методами позволит получить достаточно полную и достоверную информацию о состоянии балласта; наличии балластных углублений; однородности материала балластной призмы; возможных разуплотнениях грунтов; зонах наибольших дефектов и деформаций земляного полотна в межреконструкционный период. Эта информация позволяет дать рекомендации по усилению земляного полотна, предупредить аварийные ситуации, повысить качество ремонтов и увеличить межремонтные сроки железнодорожного пути, экономить материальные и технические ресурсы. Результаты исследований нашли практическое применение на объектах Северо-Кавказской и Горьковской железных дорог в процессе текущего содержания, при разработке противодеформационных мероприятий и планировании капитальных ремонтов и реконструкции железнодорожного пути.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, 2003 г.); международной научно-технической конференции (посвящена 100-летию со дня рождения Г.М. Шахунянца) «Современные проблемы путевого комплекса. Повышение качества подготовки специалистов и уровня научных исследований» (Москва, 2004 г.); Третьей международной научно-практическая конференции «Инженерная и рудная геофизика - 2007» (Геленджик, 2007 г.); Четвертой международной научно-практической конференции «Инженерная и рудная геофизика - 2008» (Геленджик, 2008 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и двух приложений. Содержание диссертации изложено на 146 страницах, содержит 64 рисунка и 26 таблиц. В библиографию включено 70 наименований литературы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дана общая постановка темы исследований и обоснована ее актуальность, сформулированы решаемые в работе задачи и отмечена научная и практическая ценность разработанных технических решений. Приведены наиболее значимые результаты в виде положений, выносимых на защиту.
Первая глава посвящена анализу возможностей современных геофизических методов в контексте создания высокопроизводительного комплекса неразрушающего контроля, способного к эксплуатации со скоростями движения свыше 100 км/час и выдачей информации в режиме реального времени.
Проанализированы следующие методы: электроразведка, сейсмическая разведка, георадиолокация, магниторазведка, гравиметрия, динамическое и статическое зондирование. Рассмотрены вопросы объединения геофизических методов в комплексы, позволяющие наиболее эффективно получать достоверные результаты о состоянии элементов конструкции железнодорожного пути.
Даны краткие характеристики наиболее подходящих для организации скоростного мониторинга подвижных единиц: путеобследовательской станции ЦНИИ-4М, диагностического комплекса СПМ-18, путеизмерителя КВЛП, диагностического комплекса «Интеграл», а также обоснован выбор метода георадиолокации, как наиболее перспективного для решения поставленной задачи.
В заключении первой главы сформулирована основная задача исследования: создание и апробация аппаратных комплексов мониторинга пути в скоростном режиме диагностики и методик обработки его результатов.
|
|
22.05.2012, 12:52
Похожие темы
Почта
