Projekti / Programi
Optimizacija dimenzioniranja gramozne grede in ostalih nosilnih plasti pod njo, z in brez geomreže
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.01.02 |
Tehnika |
Gradbeništvo |
Geotehnika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.01 |
Tehniške in tehnološke vede |
Gradbeništvo |
Raziskovalci (14)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
1502 |
Zavod za gradbeništvo Slovenije |
Ljubljana |
5866324000 |
10.454 |
Pomen za razvoj znanosti
Čeprav se geomreže uporabljajo že več kot 20 let, ostaja še vedno veliko odprtih vprašanj o mehanizmu utrjevanja materiala. Raziskovalni projekt se je zato v veliki meri ukvarjal z medsebojnim vplivom geomreže in nasipnega materiala in z njunim sodelovanjem v s prometno obtežbo obremenjenem kompozitu. Izsledki projekta pomembno pomagajo k razumevanju mehanizma armiranih zemljin, posebno še vključenih v železniške konstrukcije. Raziskan je bil odnos med togostmi pri zelo majhnih deformacijah izmerjenimi s statično metodo in togostmi izvrednotenimi iz hitrosti širjenja valov. Laboratorijske preiskave armiranih zemljin so tudi odgovorile na vprašanje vzpostavitve mehanizma prečne ojačitve, ki ga v kompozit armirane zemljine vnaša geomreža. Za potrebe projekta in testiranja ključnih vplivnih parametrov deformacijskega odzivanja armirane zemljiine je bil izpopolnjen direktni strižni aparat velikih dimenzij, ki omogoča realno testiranje materialov, njihovih kompozitov in posameznih segmentov zgornjega in spodnjega ustroja železniške proge.
Za simuliranje visoke frekvenčne obremenitve ob rotiranju glavnih napetosti je bila uporabljena triaksialna ciklična preiskava s katero smo proučevali mehanizem porušitve železniškega nasipa, ob različnih vplivih rotacije glavnih napetosti. Ugotovljeno je bilo, da se trajne deformacije med dolgotrajno prometno obtežbo, ki je manjša od mejne vrednosti, postopno povečujejo do asimptotične vrednosti, ki označuje stabilno stanje. Če je obtežba večja od te mejne vrednosti, povzroči povečevanje trajnih deformacij in posledično porušitev.
V Laboratoriju za konstrukcije (ZAG) je bilo izdelanih 15 modelov konstrukcije železniške proge z različnimi vrstami armiranja nosilnega tamponskega sloja. Empirično ugotovljene relacije med debelino tamponskega sloja, načinom armiranja in vrsto temeljnih tal bodo imele veliko uporabno vrednost za optimalno projektiranje železniških prog.
Za simulacijo obnašanja železniške proge je bila uporabljena numerična metoda končnih elementov. V sklopu razvoja modeliranja je bila razvita metoda za prilagodljivo modeliranje ploskovnih konstrukcij s končnimi elementi, ki temelji na uravnoteženju robnih obtežb. Tak način omogoča zanesljivo določitev tako diskretizacijske kot tudi modelske napake.
Raziskovalni projekt je pokazal na problem slabega gramoznega materiala, ki se uporablja za balast na železniških progah. V iskanju nadomestnega materiala je bil prepoznan kot primeren industrijski silikatni tolčenec (jeklarska žlindra), ki nastaja kot odpadek pri proizvodnji jekla. Raziskave so pokazale, da je jeklarska žlindra zelo temperaturno obstojna in bi jo bilo mogoče uporabiti tudi kot agregat, ki bi lahko izboljšal požarno odpornost betona. Analiza mikrostrukture ohlajene jeklarske žlindre po izpostavljenosti visokim temperaturam zagovarja teorijo uporabe jeklarske žlindre kot požarno odpornega agregata. Ta lastnost je pomembna predvsem pri uporabi materiala v železniških predorih.
Pomen za razvoj Slovenije
Učinkovitost gospodarstva vsake razvite družbe je odvisna predvsem od delovanja njenega prometnega sistema, saj je promet dejavnik, ki neposredno vpliva na pospeševanje ali omejevanje in zaviranje razvoja družbe kot celote. Železniška infrastruktura je pomemben del tega sistema. Njena posodobitev je prvi pogoj za ustreznejše vključevanje Slovenije v evropsko prometno mrežo in za ugodnejši pretok potnikov, blaga in storitev med nami in z drugimi evropskimi državami. Zaradi značilne prometne lege Slovenije in naraščanja cestnega tranzitnega prometa je razvoj železniške infrastrukture hkrati pomemben dejavnik ohranitve okolja in prostora ter je lahko ena od primerjalnih prednosti Slovenije v evropskem prometnem okolju. Obstoječe železniške proge, pretežno zgrajene še v prejšnjem stoletju ne ustrezajo več sodobnim prevoznim potrebam. Te potrebe se kažejo v višjih hitrostih, večji pogostosti vlakov in večji zanesljivosti. Nacionalni program (NPRSZI) med drugim zajema tudi dolgoročnejše projekte kot so hitra proga Trst - Ljubljana - Zagreb s priključki na Koper in Reko, drugi tir Ljubljana – Jesenice.
Zaradi zemljepisnega položaja je Slovenija neposredno povezana s prometnim sistemom Evropske unije ( EU). Usmeritve v prometni politiki EU nujno zahtevajo prilagoditev našega prometnega gospodarstva novim razmeram, saj je ta po eni strani pogoj za najugodnejše ovrednotenje našega zemljepisnega položaja, po drugi strani pa pogoj za enakopravno vključitev našega prometnega sistema v evropski prometni sistem.
Strategija razvoja evropske železniške infrastrukture, katere del so tudi glavne proge slovenskih železnic, je zelo natančno opredeljena v sledečih evropskih dokumentih:
- UIC; Mednarodna železniška zveza: »Perspektivni načrt razvoja evropske železniške infrastrukture«, Pariz, 1974, novelacija 1990,
- GEB; Skupnost evropskih železnic: »Evropska mreža prog za visoke hitrosti«, Bruselj, 1991,
- UN – ECE; Ekonomska komisija Združenih narodov: »Evropski sporazum o najpomembnejših mednarodnih železniških progah – AGC«, Ženeva 1985.
Iz navedenih dokumentov je razvidno, da je mednarodnega pomena celoten prometni križ slovenskih železnic Jesenice - Dobova in Koper - Šentilj, vključno s programi Divača - Sežana in Pragersko - Središče.
Večja togost planuma železniških prog, ki je nujna za doseganje hitrosti 160 km/h je torej eden od pogojev, ki ga države podpisnice navedenih dokumentov, torej tudi Slovenija, morajo upoštevati ob večjih rekonstrukcijah in novogradnjah glavnih železniških prog. Visoke tehnične zahteve nemalokrat predstavljajo zaradi zelo heterogenih geoloških pogojev in raznolike topografije visoke finančne investicije.
Uporaba novih materialov in tehnologij, ki sta bili predmet raziskovanja v tem projektu, bosta pripomogli znižanju stroškov investicij. Proizvajalci geosintetičnih materialov bodo lahko rezultate naloge koristno aplicirali v prakso. Pri tem bodo njim in upravljalcem železniške infrastrukture pomagala referenčna testna polja, ki so bila zgrajena v sklopu tega projekta.
ZAG je kot akreditiran organ, s priznano usposobljenostjo za preiskušanje in potrjevanje skladnosti gradbenih materialov z evropskimi standardi, zavezan tudi za razvoj novih metod in preiskav ter hiter prenos novih dognanj v prakso. Ta prenos je za Slovenske železnice dodatno podprt z izdelavo priporočil za dimenzioniranje gramozne grede ob uporabi geomrež, ki so nastala v okviru tega projekta. V času trajanja projekta je bil tudi ob pomoči teh priporočil že noveliran pravilnik o zgornjem ustroju železniških prog, medtem ko je noveliran pravilnik o spodnjem ustroju tik pred potrditvijo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
