بررسی عددی اثر تراکم خاک و عمق ترانشه مانع مقاوم بر کاهش ارتعاشات ناشی از حرکت قطار

در این تحقیق به مدلسازی جداسازهای ژئوتکنیکی به منظور کاهش ارتعاشات ناشی از حرکت قطار پرداخته می شود. بدین منظور با درنظر گرفتن وزن و فواصل چرخ ها، تابع بارگذاری برحسب زمان تعیین گردیده، با محاسبه طیف فوریه و تعیین محدوده فرکانسی مدنظر، تابع بار-زمان ناشی از حرکت قطار مشخص می گردد. سپس با مدل سازی اجزا محدود سیستم متشکل از ریل، قطار، تراورس، بالاست و زیر بالاست و لایه خاکی، به تحلیل انتشار موج ناشی از حرکت قطار و بررسی کاهش آن به روش ترانشه مانع پرداخته شده است. بدین منظور با بررسی تغییر شکل ها، سرعت ذره و محتوای فرکانسی ارتعاشات در نقاط مورد نظر برای سه نوع خاک دانه ای با تراکم مختلف، اثر ترانشه مانع مورد توجه قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان می دهد با افزایش عمق ترانشه، دامنه ازتعاشات بیشتر کاهش می یابد و باعث کاهش دامنه فرکانس غالب موج لرزش می شود. همچنین با افزایش عمق ترانشه، از مقادیر پارامتر نسبت کاهش دامنه(Arr) کاسته شد که نشاندهنده بهبود عملکرد ترانشه است. از طرفی با تغییر تراکم خاک بستر مشخص شد که این عامل تاثیر محسوسی بر راندمان ترانشه ندارد اما باعث تغییر محتوای فرکانسی ارتعاشات می شود. بطوریکه در خاک سست تر، دامنه حداکثر، در فرکانس های کمتری رخ می دهد. در این تحقیق رابطه عمق ترانشه و نسبت کاهش دامنه، بصورت یک تابع درجه دوم ارائه شد. حداقل عمق ترانشه بایستی به نحوی انتخاب شود که کاهش ایجاد شده، به مقدار قابل توجهی بیشتر از کاهش ناشی از میرایی هندسی و مصالح باشد.