Дослідження розладнання геометрії залізничної колії внаслідок нерівномірних осідань баластного шару

A method for calculating impairment of the track geometry under influence of dynamic loads in the course of passing the track unevenness by the rolling stock was developed. The method takes into consideration interrelated short-term processes of dynamic interaction and long-term processes of subsidence of the ballast layer in a mutual influence on each other. Mathematical model of dynamic interaction of the track in the form of a planar three-layer continual beam system with a two-mass discrete system corresponding to the rolling stock is the basis of the first part of the method. This model makes it possible to simulate dynamic loads from individual sleepers to the ballast when the rolling stock passes geometric unevennesses and the track elasticity unevennesses.The second part of the method is based on the phenomenological mathematical model of accumulation of residual deformations formed using the results of laboratory studies of subsidence of individual sleepers in the ballast layer. Peculiarity of this model consists in taking into consideration not only uniform accumulation of residual subsidence from the passed tonnage but also presence of a plastic component of subsidence which depends on the maximum stresses in the history of ballast loading by each sleeper.A new theoretical mechanism of development of the track unevenness was proposed. It takes into consideration not only residual subsidences of the ballast layer but also appearance of gaps under sleepers resulting in a local change of the track elasticity. This mechanism enables taking into consideration the ambiguous influence of subsidences with occurrence of gaps under the sleepers. Subsidence causes an increase in dynamic loads on the track and the ballast layer on the one hand and onset of the gap causes a decrease in the track rigidity and corresponding reduction of dynamic loads on the other hand.Practical application of the developed method was demonstrated on an example of quantitative estimation of long-term uneven subsidences of the ballast layer when changing the sleeper diagramРазработан метод расчета расстройства геометрии пути под действием динамических нагрузок при прохождении подвижным составом неровности пути. Метод учитывает взаимосвязанные краткосрочные процессы динамического взаимодействия и долговременные процессы оседания балластного слоя во взаимном влиянии друг на друга. В основе первой части метода заложено математическую модель динамического взаимодействия пути в виде плоской трехслойной континуальной балочной системы во взаимодействии с двухмассовой дискретной системой, соответствующей подвижному составу. Данная модель позволяет имитировать динамические нагрузки от отдельных шпал на балласт при прохождении подвижным составом геометрических неровностей и неровностей неравноупругости пути.В основе второй части метода заложено феноменологическую математическую модель накопления остаточных деформаций, основанная на лабораторных исследованиях просадок отдельных шпал в балластном слое. Особенностью данной модели является учет не только равномерного накопления остаточных просадок с пропущенным тоннажем, а также наличии пластической составляющей оседания, которая зависит от максимальных напряжений в истории нагрузок балласта под каждой шпалой.Предложен новый теоретический механизм развития неровности пути, который учитывает не только остаточные просадки балластного слоя, а также возникновение люфтов под шпалами, что приводит к локальному изменению упругости пути. Данный механизм позволяет учитывать неоднозначное влияние просадок с возникновением люфта под шпалой: с одной стороны, оседания приводят к увеличению динамических нагрузок на путь и балластный слой, с другой – возникновение люфта приводит к уменьшению жесткости пути и соответствующего уменьшения динамических нагрузок.Практическое применение разработанного метода показано на примере количественной оценки долговременных неравномерных просадок балластного слоя при изменении эпюры шпалРозроблено метод розрахунку розладнання геометрії колії під дією динамічних навантажень при проходженні рухомим складом нерівності колії. Метод враховує взаємопов’язані короткотривалі процеси динамічної взаємодії та довготривалі процеси осідання баластного шару у взаємному впливі один на одного. В основі першої частини методу закладено математичну модель динамічної взаємодії колії у вигляді плоскої тришарової континуальної балкової системи у взаємодії із двохмасовою дискретною системою, що відповідає рухомому складу. Дана модель дозволяє імітувати динамічні навантаження від окремих шпал на баласт при проходженні рухомим складом геометричних нерівностей та нерівностей нерівнопружності колії.В основі другої частини методу закладено феноменологічну математичну модель накопичення залишкових деформацій, яка ґрунтується на лабораторних дослідженнях осідань окремих шпал у баластному шарі. Особливістю даної моделі є врахування не тільки рівномірного накопичення залишкових осідань із пропущеним тоннажем, а також наявності пластичної складової осідання, яка залежить від максимальних напружень в історії навантажень баласту під кожною шпалою.Запропоновано новий теоретичний механізм розвитку нерівності колії, який враховує не тільки залишкові осідання баластного шару, а також виникнення люфтів під шпалами, що призводить до локальної зміни пружності колії. Даний механізм дозволяє враховувати неоднозначний вплив осідань із виникненням люфту під шпалою. З однієї сторони, осідання спричинюють збільшення динамічних навантажень на колію і баластний шар, з іншої – виникнення люфту призводить до зменшення жорсткості колії та відповідного зменшення динамічних навантажень.Практичне застосування розробленого методу показано на прикладі кількісної оцінки довготривалих нерівномірних осідань баластного шару при зміні епюри шпа

Теоретичні дослідження ефективності вдосконаленого поздовжнього профілю хрестовин стрілочних переводів

We have developed a comprehensive method to prolong the time of operation of frogs at railroad switches, based on the consideration of a longitudinal profile of the frog, the magnitude of dynamic forces and normal stresses.We have improved a longitudinal profile of the frog, brand 1/11, project 1740, by the method of surfacing under field operation conditions. The slopes of a trajectory after the passage of an average statistical wheel over the proposed profile amount to 3.7 ‰ instead of 10 ‰ for a standard profile of the frog.It was established that increasing a load on the frog to 60 % at the expense of a deflection under the frog beam leads to the accelerated disarrangement of the frog, as a result of fatigue defects at the rolling surface, while the cost of frog operation in this case increases by five times.We modeled a dynamic interaction between the rolling stock and a standard, as well as the proposed, longitudinal profiles of frogs. Calculation of dynamic processes of the nonlinear interaction between the rolling stock and a standard profile of the frog and the profile restored by surfacing, showed that the magnitude of forces for the proposed frog at the motion speed of 150 km/h is 50 % lower compared with a standard longitudinal profile. At linear simulation of dynamic additions of forces, the magnitude of forces decreases for the proposed profile to 30 %.We employed a graphical method to calculate the magnitudes of axial inertia moments and the moments of resistance in the characteristic cross sections of the frog. The estimation of the stressed-strained state of the frog was performed using equations of five moments for a continuous beam on elastic point supports. It was established that stresses at the static calculation of the frog are low and are much less than the maximum permissible magnitude of stresses for a given grade of steel. Therefore, we can argue that the frog works under a load at the expense of existing reserve of strength.Разработан комплексной метод повышения срока службы крестовин стрелочных переводов, основанный на учете продольного профиля крестовины, величины динамических сил и нормальных напряжений.Усовершенствован продольный профиль крестовины марки 1/11 проекта 1740 методом выполнения наплавки в полевых условиях эксплуатации. Уклоны траектории после прохода среднестатистического колеса предложенным профилем достигают 3,7 ‰, вместо 10 ‰ у заводского профиля крестовины.Установлено, что увеличение нагрузки на крестовину до 60% за счет просадки под брусом крестовины приводит к ускоренному расстройство крестовины, вследствие возникновения усталостных дефектов на поверхности катания, при этом затраты на эксплуатацию крестовины увеличиваются в пять раз.Проведено моделирование динамического взаимодействия подвижного состава с заводским и предложенным продольными профилями крестовин. Расчеты динамических процессов нелинейного взаимодействия подвижного состава с крестовиной заводского профиля и профиля восстановленного наплавкой показали, что величина сил в предложенной крестовине при скорости движения 150 км/ч является на 50% ниже по сравнению с заводским продольным профилем. При линейном моделировании динамических добавок сил величина сил уменьшается в предложенного профиля до 30%.Рассчитано графическим методом величины осевых моментов инерции и моментов сопротивления в характерных сечениях крестовины. Проведена оценка напряженно-деформированного состояния крестовины с использованием уравнений пяти моментов для неразрезной балки на упругих точечных опорах. Установлено, что напряжение при статическом расчете крестовины невысоки и гораздо меньше предельно допустимую величину напряжений для данной марки стали. Поэтому можно утверждать, что крестовина работает под нагрузкой за счет использования имеющихся резервов прочностиРозроблений комплексний метод підвищення терміну служби хрестовин стрілочних переводів, що базується на врахуванні поздовжнього профілю хрестовини, величини динамічних сил та нормальних напружень.Удосконалено поздовжній профіль хрестовини марки 1/11 проекту 1740 методом виконання наплавки у польових умовах експлуатації. Уклони траєкторії після проходу середньостатичного колеса запропонованим профілем сягають 3,7 ‰, замість 10 ‰ у заводського профілю хрестовини.Встановлено, що збільшення навантаження на хрестовину до 60 % за рахунок просадки під брусом хрестовини призводить до прискореного розладнання хрестовини, внаслідок виникнення втомних дефектів на поверхні кочення, при цьому витрати на експлуатацію хрестовини збільшуються у п’ять разів.Проведено моделювання динамічної взаємодії рухомого складу із заводським та запропонованим поздовжніми профілями хрестовин. Розрахунки динамічних процесів нелінійної взаємодії рухомого складу залізниць із хрестовиною заводського профілю і профілю відновленого наплавкою показали, що величина сил у запропонованій хрестовині при швидкості руху 150 км/год є на 50 % нижчою порівняно із заводським поздовжнім профілем. При лінійному моделюванні динамічних добавок сил величина сил зменшується у запропонованого профілю до 30 %.Розраховано графічним методом величини осьових моментів інерції та моментів опору у характерних перерізах хрестовини. Проведено оцінку напружено-деформованого стану хрестовини із використанням рівнянь п’яти моментів для нерозрізної балки на пружних точкових опорах. Встановлено, що напруження при статичному розрахунку хрестовини є невисокими і набагато меншими за гранично допустиму величину напружень для даної марки сталі. Тому можна стверджувати, що хрестовина працює під навантаженням за рахунок використання наявних резервів міцност

Розробка перспективної системи діагностики хрестовин стрілочних переводів методом вимірювання поперечного профілю

We have developed a system for diagnosing the frogs of railroad switches, based on the application of modern microcontrollers of the type ESP with high technical characteristics and the simultaneous use of the information technology IoT (Internet of Things). The proposed system has advantages over mechanical systems in terms of the accuracy of data, their operational processing and submission to user in order to analyze technical condition of frogs at railroad switches. The results of measuring the transverse profile of frogs at railroad switches make it possible to take scientifically-substantiated decisions regarding the need for recovery repair of frogs by the method of surfacing and for control over gradual decrease in their carrying capacity, for establishing their actual technical condition and residual resource.We carried out experimental-theoretical research into longitudinal profile of frogs at railroad switches laid on the reinforced concrete bars. It was established as a result that after passing 50–65 million tons of cargo (that corresponds to the medium degree of wear) the trajectory takes the shape of a bump. We observe sharp hollows on the reinforced concrete base in the zone where a wheel rolls from a rail wing onto the core, characterized by significant total inclination. Subsequently, when the passed cargo increases, the number of sinusoidal irregularities grows. At wear close to maximal (80–95 million tons passed), the percentage of unfavorable trajectories (sinusoidal and hollows) grows; at low wear, they make up 49.8 %, at a wear of 5–6 mm and larger – 88.3 %. Sometimes there is a transformation of the sinusoidal irregularities into the wave-shaped ones.We have established characteristic motion trajectories of the center of mass of the wheel over the frog depending on the wear of rail wings and the core of a frog and the passed cargo. A mathematical model was constructed for predicting the wear of frog profile depending on the total weight of passed cargo.Разработана система инновационной диагностики крестовин стрелочных переводов. Проведены экспериментально-теоретические исследования продольного профиля крестовин стрелочных переводов железнодорожного пути, установленных на железобетонных брусьях. Установлены характерные траектории движения центра масс колеса по крестовине в зависимости от износа усовиков и сердечника крестовины. Разработана математическая модель прогнозирования износа профиля крестовин в зависимости от пропущенного тоннажаРозроблено систему інноваційної діагностики хрестовин стрілочних переводів. Проведено експериментально-теоретичні дослідження поздовжнього профілю хрестовин стрілочних переводів залізничної колії, укладених на залізобетонних брусах. Установлено характерні траєкторії руху центра мас колеса по хрестовині залежно від зносу вусовиків та осердя хрестовини. Розроблено математичну модель прогнозування зносу профілю хрестовин залежно від пропущеного тоннаж

Оцінка напружено-деформованого стану хрестовин стрілочних переводів марки 1/11 методом скінченних елементів

We carried out evaluation of the stressed-strained state of crossings of turnouts by the finite element method in the Ansys programming complex. It was established that under conditions of three-axial compression, at large stresses of vertical compression, the cracks of multi-cycle metal fatigue of the crossing develop. It was found that the development of defects by the code DS 14.1-14.2 on the rolling surface of the cast part of a wing rail and the crossing’s core occurs due to high contact stresses near the edge of the working face of a wing rail and the crossing’s core. They occur in this region in the form of cyclically repeated and sign-alternating normal and tangential stresses from cyclically recurring power impacts from the wheels of rolling stock of railroad transport.It was established that for the normal stresses, values that are maximal by absolute magnitude correspond to the moment when a wheel passes the estiamted cross section of the crossing. For the tangential stresses, on the contrary, at the moment when the wheel is over the estimated cross section, their magnitude is close to zero. The obtained results of the stressed-strained state of crossings are necessary for the optimal design of transverse and longitudinal profiles of the crossing. This will make it possible to extend operation life cycle of the crossings of turnouts and save state budget resources for their current maintenance and repair.Проведена оценка напряженно-деформированного состояния крестовин марки 1/11 методом конечных элементов в программной среде Ansys. Исследована величина деформаций и контактных напряжений в характерных сечениях крестовины. Установлено влияния площади контакта на величину контактных напряжений. Получен характер разрушения поверхности металла усовика и сердечника крестовины при высоком уровне контактных напряженийПроведено оцінку напружено-деформованого стану хрестовин марки 1/11 методом скінченних елементів у програмному середовищі Ansys. Досліджено величини деформацій та контактних напружень у характерних перетинах хрестовини. Встановлено вплив площі контакту на величину контактних напружень. Отримано характер руйнування поверхні металу вусовика та сердечника хрестовини при високому рівні контактних напружен

Дослідження напружено-деформованого стану залізничних дефектних залізобетонних труб відновлених металевими гофрованими конструкціями

Promising technologies for repair of defective reinforced-concrete pipes with the use of corrugated metal structures have been developed. As a result, it was established that the use of corrugated metal pipes in the major repair of reinforced-concrete pipes will eliminate need of stopping movement of railroad and motor transport. This will enable recovery works in a short time with practically no changes in conditions of operation of transport facilities.Vertical and horizontal pressure forces on the reinforced-concrete pipes strengthened with a corrugated metal pipe under the influence of static and dynamic loads from the railway rolling stock were calculated. It was established that the value of both vertical and horizontal pressures on a reinforced-concrete pipe arising from the action of rolling stock decreases with an increase in the filling height because of energy dissipation in the depth of soil. For the filling height above the pipe 1 m, the value of vertical pressure from the load C14 was 7.568 kPa and horizontal pressure was 2.523 kPa. The respective figures for vertical and horizontal pressures were 5.957 kPa and 1.986 kPa for the filling height 2 m and 4.912 kPa and 1.637 kPa for the filling height 3 m.According to the results obtained for static and dynamic pressure forces, the stress-strain state of the pipe in interaction with the soil filling was calculated by the finite element method. The results of calculation of the stress-strain state of the composite pipe showed that the maximum stresses occurring in the vault of the repaired pipe did not exceed maximum permissible values. The magnitude of the stresses in the pipe vault was 0.024 MPa and strains measured 9.3·10–4 mmРазработаны перспективные технологии ремонта дефектных железобетонных труб с использованием металлических гофрированных конструкций. Приведена методика расчета величин сил давления на вершину железобетонной трубы, усиленная металлической гофрированной трубой, при статических и динамических нагрузках в зависимости от высоты засыпки. По результатам статических и динамических сил давления, методом конечных элементов рассчитывается напряженно-деформированное состояние трубы при взаимодействии с почвой засыпкиРозроблено перспективні технології ремонту дефектних залізобетонних труб із використанням металевих гофрованих конструкцій. Наведено методику розрахунку величин сил тиску на вершину залізобетонної труби, яка підсилена металевою гофрованою трубою, при статичних та динамічних навантаженнях у залежності від висоти засипки. За результатами статичних та динамічних сил тиску, методом скінченних елементів розраховується напружено-деформований стан труби при взаємодії із ґрунтом засипк

Дослідження розладнання геометрії залізничної колії внаслідок нерівномірних осідань баластного шару

A method for calculating impairment of the track geometry under influence of dynamic loads in the course of passing the track unevenness by the rolling stock was developed. The method takes into consideration interrelated short-term processes of dynamic interaction and long-term processes of subsidence of the ballast layer in a mutual influence on each other. Mathematical model of dynamic interaction of the track in the form of a planar three-layer continual beam system with a two-mass discrete system corresponding to the rolling stock is the basis of the first part of the method. This model makes it possible to simulate dynamic loads from individual sleepers to the ballast when the rolling stock passes geometric unevennesses and the track elasticity unevennesses.The second part of the method is based on the phenomenological mathematical model of accumulation of residual deformations formed using the results of laboratory studies of subsidence of individual sleepers in the ballast layer. Peculiarity of this model consists in taking into consideration not only uniform accumulation of residual subsidence from the passed tonnage but also presence of a plastic component of subsidence which depends on the maximum stresses in the history of ballast loading by each sleeper.A new theoretical mechanism of development of the track unevenness was proposed. It takes into consideration not only residual subsidences of the ballast layer but also appearance of gaps under sleepers resulting in a local change of the track elasticity. This mechanism enables taking into consideration the ambiguous influence of subsidences with occurrence of gaps under the sleepers. Subsidence causes an increase in dynamic loads on the track and the ballast layer on the one hand and onset of the gap causes a decrease in the track rigidity and corresponding reduction of dynamic loads on the other hand.Practical application of the developed method was demonstrated on an example of quantitative estimation of long-term uneven subsidences of the ballast layer when changing the sleeper diagramРазработан метод расчета расстройства геометрии пути под действием динамических нагрузок при прохождении подвижным составом неровности пути. Метод учитывает взаимосвязанные краткосрочные процессы динамического взаимодействия и долговременные процессы оседания балластного слоя во взаимном влиянии друг на друга. В основе первой части метода заложено математическую модель динамического взаимодействия пути в виде плоской трехслойной континуальной балочной системы во взаимодействии с двухмассовой дискретной системой, соответствующей подвижному составу. Данная модель позволяет имитировать динамические нагрузки от отдельных шпал на балласт при прохождении подвижным составом геометрических неровностей и неровностей неравноупругости пути.В основе второй части метода заложено феноменологическую математическую модель накопления остаточных деформаций, основанная на лабораторных исследованиях просадок отдельных шпал в балластном слое. Особенностью данной модели является учет не только равномерного накопления остаточных просадок с пропущенным тоннажем, а также наличии пластической составляющей оседания, которая зависит от максимальных напряжений в истории нагрузок балласта под каждой шпалой.Предложен новый теоретический механизм развития неровности пути, который учитывает не только остаточные просадки балластного слоя, а также возникновение люфтов под шпалами, что приводит к локальному изменению упругости пути. Данный механизм позволяет учитывать неоднозначное влияние просадок с возникновением люфта под шпалой: с одной стороны, оседания приводят к увеличению динамических нагрузок на путь и балластный слой, с другой – возникновение люфта приводит к уменьшению жесткости пути и соответствующего уменьшения динамических нагрузок.Практическое применение разработанного метода показано на примере количественной оценки долговременных неравномерных просадок балластного слоя при изменении эпюры шпалРозроблено метод розрахунку розладнання геометрії колії під дією динамічних навантажень при проходженні рухомим складом нерівності колії. Метод враховує взаємопов’язані короткотривалі процеси динамічної взаємодії та довготривалі процеси осідання баластного шару у взаємному впливі один на одного. В основі першої частини методу закладено математичну модель динамічної взаємодії колії у вигляді плоскої тришарової континуальної балкової системи у взаємодії із двохмасовою дискретною системою, що відповідає рухомому складу. Дана модель дозволяє імітувати динамічні навантаження від окремих шпал на баласт при проходженні рухомим складом геометричних нерівностей та нерівностей нерівнопружності колії.В основі другої частини методу закладено феноменологічну математичну модель накопичення залишкових деформацій, яка ґрунтується на лабораторних дослідженнях осідань окремих шпал у баластному шарі. Особливістю даної моделі є врахування не тільки рівномірного накопичення залишкових осідань із пропущеним тоннажем, а також наявності пластичної складової осідання, яка залежить від максимальних напружень в історії навантажень баласту під кожною шпалою.Запропоновано новий теоретичний механізм розвитку нерівності колії, який враховує не тільки залишкові осідання баластного шару, а також виникнення люфтів під шпалами, що призводить до локальної зміни пружності колії. Даний механізм дозволяє враховувати неоднозначний вплив осідань із виникненням люфту під шпалою. З однієї сторони, осідання спричинюють збільшення динамічних навантажень на колію і баластний шар, з іншої – виникнення люфту призводить до зменшення жорсткості колії та відповідного зменшення динамічних навантажень.Практичне застосування розробленого методу показано на прикладі кількісної оцінки довготривалих нерівномірних осідань баластного шару при зміні епюри шпа

Фіторемедіація нафтозабруднених грунтів за допомогою рослин carex hirta l.

Abstract: Boryslav oil region is situated in Lviv area and is one of the oldest in the Europe. For its 150-years history of development there were extracted 40 million tons of oil and 15 billion m3 of gas. Today the deposit is being at a final stage of development because of it almost exhausted layers. An exploitation of the old wells is occurring at a low technological cultural level and creates a serious environmental problems: air, water and soil are chronically polluted.  At the same time there are resistant plant species in the areas of oil production, which can be used for environmental phytoremediation. Phytoremediation is a promising technology for purification of the soils: it is cheap, doesn’t require any special equipment and promotes a preservation and improvement of an environment. An aim of our researches was to investigate if  Carex hirta L. plants are usable  for this technology of contaminated soil purification. Crude Borislav oil was used in the experiments. The vegetative individuals of C. hirta were planted into contaminated soil three weeks after adding of oil (50 g/kg). Plants were analyzed after 30 days of growth on oil-contaminated soil. In order to establish (assess) the role of plants in the oil degradation, they were grown in sterile pots with sterile soil in the laboratory. Clean pots were treated with bleach, then were rinsed with running and distilled water. Dry sodpodzolic soil was sterilized in an autoclave at 1.5 atmospheres for 2 hours. Sterile contaminated soil was put into sterile pots. Half of the pots were planted by С.hirta plant with sterile roots. Pure plant roots were placed for 5-7 seconds in 70% ethanol, then were rinsed with chlorhexidine and with sterile distilled water. Oil content in the soil was determined by a modified method of oil extraction from the soil samples by carbon tetrachloride. Laid field experiments were aimed to study the plants as possible purifiers of contaminated soil from heavy metals. There were arranged four trenches with size of 4 m × 1 m, depth of 25 cm , bottom of which was covered by  plastic wrap. In order  to preserve water movement in the soil the holes were punched  in the film. Two trenches received 1,000 kg of pure ground (ground control) each, and two others - the same amount of oil-contaminated soil. All trenches were planted by plants C. hirta. The concentration of metals in soil and plant material was measured on X-ray fluorescent spectrometer Spectro Xepos. Callose accumulation in the cell walls was evaluated in living transverse cuts of sedge rhizome, stained with aniline blue. Fluorescence intensity was determined by cytometry, designed on fluorescent microscope ML-2 base. C. hirta plants with sterile rhizomes that grow on sterile oil-contaminated soil, caused soil purification by 8,6% compared with the control. Investigated plants accumulated heavy metals. The concentration of heavy metals in the plants elevated part exceeded the control level of: Ni and Mn -  9 times; Cu, Co - 5 times; Hg - 4.5 times; Zn, Cr, V, Pb, As, Cd - 4 times; Mo - 3 times. This can be explained by lack of natural barrier in the form of callose in the cell walls. Thus, the plant C. hirta is usable for phytoremediation of the areas contaminated by oil and associated heavy metals.Аннотация: Бориславское нефтяное месторождение, расположенное в Львовской области, является одним из старейших в Европе. На протяжении 150-летней истории развития здесь добыли 40 млн тонн нефти и 15 млрд м3 газа. Сегодня месторождение находится на завершающей стадии разработки, так как слои почти исчерпаны. Эксплуатация старых скважин на низком культурном уровне создает серьезные экологические проблемы: хронически загрязняются воздух, воды и почвы. В то же время, в районах нефтедобычи существуют устойчивые виды растений, которые можно использовать для фиторемедиации среды. Фиторемедиация является перспективной технологией для очистки почв: дешевая, не требует специального оборудования, способствует сохранению и улучшению окружающей среды. Целью наших исследований было установить, пригодны ли растения Carex hirta L. для этой технологии очистки нефтезагрязненных почв. В опытах использовали сырую Бориславскую нефть. Растения анализировали через 30 суток роста на нефтезагрязненных почве. Для того, чтобы установить роль растений в деградации нефти, их выращивали в стерильных горшках и с стерильным почвой в лабораторных условиях. Чистые горшки обрабатывали хлорной известью, затем промывали проточной водой и дистиллированной водой. Воздушно-сухую дерново-подзолистую почву стерилизовали в автоклаве при 1,5 атмосфер в течение 2 часов. В стерильные горшки вносили стерильную нефтезагрязненную почву. В половину горшков высаживали растения С.hirta со стерильными корнями. Чистые корни растений помещали на 5-7 секунд в 70% этиловый спирт, затем промывали в хлоргексидин, далее промывали дистиллированной стерильной водой. Содержание нефтепродуктов в почве определяли по модифицированной методике путем экстракции нефтепродуктов из проб почвы четыреххлористым углеродом. Для исследования растений осоки как возможных очистителей нефтезагрязненных почв от тяжелых металлов заложили полевые опыты. Выкопали четыре траншеи размером 4 м × 1 м, глубиной 25 см и устелили полиэтиленовой пленкой. В пленке пробили дыры, чтобы не останавливался естественное движение вод в почве. В две траншеи внесли по 1000 кг чистого грунта (контроль), а в двух других - такое же количество загрязненного нефтью грунта. Во все траншеи высаживали растения осоки. Концентрацию металлов в почве и растительном материале измеряли на рентгенофлуоресцентном спектрометре Spectro Xepos. Накопление каллозы в клеточных стенках оценивали на живых поперечных срезах корневища осоки, окрашенных анилиновым синим. Интенсивность флуоресценции определяли на цитофлуориметре, сконструированном на базе люминесцентного микроскопа МЛ-2. Растения C. hirta со стерильными корневищами, растущие на нефтезагрязненной стерильной почве вызвали очищение почвы на 8,6% по сравнению с контролем. Исследуемые растения накапливали тяжелые металлы. Концентрация тяжелых металлов в надземной части растений превышала уровень контроля: Ni и Mn-в 9 раз; Cu, Co - в 5 раз; Hg - в 4,5 раза; Zn, Cr, V, Pb, As, Cd - в 4 раза; Mo - в 3 раза. Это можно объяснить отсутствием естественного барьера из каллозы в клеточных стенках. Итак, растения C. hirta пригодны для фиторемедиации территорий, загрязненных нефтью и сопутствующими тяжелыми металлами.Анотація: Бориславське нафтове родовище, розташоване у Львівській області є одним з найстаріших в Європі. За 150річну історію розвитку тут видобули 40 мільйонів тонн нафти і 15 млрд м3 газу. Сьогодні родовище знаходиться на завершальній стадії розробки, тому що шари майже вичерпані. Експлуатація старих свердловин на низькому культурному рівні створює серйозні екологічні проблеми: хронічно забруднюються повітря, води і ґрунти. Водночас, в районах нафтовидобутку існують стійкі види рослин, які можна використати для фіторемедіації середовища. Фіторемедіація є перспективною технологією для очищення грунтів: дешева, не вимагає спеціального обладнання, сприяє збереженню та покращенню навколишнього середовища. Метою наших досліджень було встановити, чи придатні рослини Carex hirta L. придатні для цієї технології очищення нафтозабруднених грунтів. У дослідах використовували сиру Бориславську нафту. Рослини аналізували через 30 діб росту на нафтозабрудненому ґрунті. Для того, щоб встановити роль рослин у деградації нафти, їх вирощували у стерильних горщиках і з стерильним ґрунтом в лабораторних умовах. Чисті горщики обробляли хлорним вапном, потім промивали проточною водою  і дистильованою водою. Повітряно-сухий дерново-підзолистий ґрунт стерилізували  в автоклаві при 1,5 атмосфер протягом 2 годин. У стерильні горщики вносили стерильний нафтозабруднений грунт. У половину горщиків висаджували  рослини С.hirta зі стерильними коренями. Чисті корені рослин поміщали на 5-7 секунд у 70 % етиловий спирт, потім промивали у хлоргексидині, далі промивали дистильованою стерильною водою. Вміст нафтопродуктів у ґрунті визначали за модифікованою методикою шляхом екстракції нафтопродуктів з проб ґрунту тетрахлоридом вуглецю. Для дослідження рослин осоки як можливих очищувачів нафтозабруднених грунтів від важких металів заклали польові досліди.  Викопали  чотири рови розміром 4 м × 1 м, глибиною 25 см та вистелили поліетиленовою плівкою. У плівці пробили дірки, щоб не зупинявся природний рух вод у ґрунті. У два рови внесли по 1000 кг чистого ґрунту (контрольний ґрунт), а у два інші – таку ж кількість забрудненого ґрунту нафтою. У всі рови висаджували рослини осоки шорстковолосистої. Концентрацію металів у ґрунті та рослинному матеріалі вимірювали на рентгенофлуоресцентному спектрометрі Spectro Xepos. Нагромадження калози в клітинних стінках оцінювали на живих поперечних зрізах через кореневище осоки, забарвлених аніліновим синім. Інтенсивність флуоресценції визначали на цитофлуориметрі, сконструйованому на базі люмінесцентного мікроскопу МЛ-2. Рослини C. hirta з стерильними кореневищами, що росли  на нафтозабрудненому стерильному ґрунті, спричинили очищення грунту на 8,6 % порівняно з контролем. Досліджувані  рослини накопичували важкі метали. Концентрація важких металів у надземній частині рослин  перевищувала рівень контролю: Ni та Mn –у 9 разів; Cu, Co – у 5 разів; Hg – у 4,5 рази; Zn, Cr, V, Pb, As, Cd – у 4 рази; Mo – у 3 рази. Це можна пояснити відсутністю природного бар’єру із калози у клітинних стінках. Отже, рослини осоки шорстковолосистої придатні для фіторемедіації територій, які забруднені нафтою і супутніми важкими металами

Experimental Study of Railway Ballast Consolidation Inhomogeneity Under Vibration Loading

Railway ballast tamping is one of the cost-expensive renewal and maintenance works of railway superstructure. The quality of ballast consolidation influences its resistance to residual deformations and long-term deterioration of track geometry. The process of ballast compaction along the sleeper under the vibration loading is complex and depends on many factors. The ballast flow processes under the vibration loading can produce both consolidation and un-consolidation of ballast material. The present study is devoted to the experimental investigation of ballast consolidation inhomogeneity. The method of ballast local consolidation measurement is proposed. The method is based on the velocity of impact wave propagation that is measured with device. The application of modern microcontroller and sensor techniques provided simple and reliable multi-point velocity measurements in a ballast layer. That enables well enough spatial resolution of ballast consolidation inhomogeneity. The measurement analysis has shown more than 4 times higher consolidation under the sleeper center than for unconsolidated ballast

Common Crossing Structural Health Analysis with Track-Side Monitoring

Track-side inertial measurements on common crossings are the object of the present study. The paper deals with the problem of measurement's interpretation for the estimation of the crossing structural health. The problem is manifested by the weak relation of measured acceleration components and impact lateral distribution to the lifecycle of common crossing rolling surface. The popular signal processing and machine learning methods are explored to solve the problem. The Hilbert-Huang Transform (HHT) method is used to extract the time-frequency features of acceleration components. The method is based on Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) that is advantageous to the conventional spectral analysis methods with higher frequency resolution and managing nonstationary nonlinear signals. Linear regression and Gaussian Process Regression are used to fuse the extracted features in one structural health (SH) indicator and study its relation to the crossing lifetime. The results have shown the significant relation of the derived with GPR indicator to the lifetime

Визначення впливу діаметру склопластикової труби на деформований стан транспортної споруди «насип-труба» залізничної колії

This paper has analyzed the use of fiberglass pipes in the body of the railroad embankment by a method of pushing them through the subgrade. A flat rod model has been improved for assessing the deformed state of the transport structure "embankment-fiberglass pipe" by a method of forces when replacing the cross-section of the pipe with a polygonal one. The analytical model accounts for the interaction between the pipe and soil of the railroad embankment. To this end, radial and tangential elastic ligaments are introduced into the estimation scheme, which make it possible to simulate elastic soil pressure, as well as friction forces that occur when the soil comes into contact with the pipe. The deformed state of the transport structure "embankment-fiberglass pipe" was calculated by the method of forces and by a finite-element method under the action of load from the railroad rolling stock, taking into consideration the different cross-sections of the pipe. It has been established that with an increase in the diameter of the fiberglass pipe, the value of deformations of the subgrade and fiberglass pipe increases. With a pipe diameter of 1.0 m, the deformation value in the vaulted pipe is 2.12 mm, and with a pipe diameter of 3.6 m – 4.16 mm. At the same time, the value of deformations of the subgrade under the sleeper is 5.2 mm and 6.0 mm, respectively. It was determined that the maximum deformations of the subgrade, which occur above the pipe, with a pipe diameter of 3.6 m, are 4.46 mm. At the same time, the maximum vertical deformations of a fiberglass pipe arise in the pipe vault and, with a pipe diameter of 3.6 m, are 4.16 mm. It has been established that the maximum horizontal deformations of the subgrade occur at points of horizontal diameter of the fiberglass pipe while the minimal horizontal deformations of the subgrade occur at points lying on the vertical diameter of the pipeПроведено аналіз застосування склопластикових труб у тілі насипу залізничної колії методом продавлювання земляного полотна. Удосконалено плоску стержневу модель для оцінки деформованого стану транспортної споруди «насип-склопластикова труба» методом сил при заміні поперечного перерізу труби полігональним. В аналітичній моделі враховано взаємодію труби з ґрунтом насипу залізничної колії. Для цього у розрахункову схему вводяться радіальні та тангенціальні пружні в’язі, які дозволяють моделювати пружний відпір ґрунту, а також сили тертя, які виникають при контакті ґрунту з трубою. Проведено розрахунок деформованого стану транспортної споруди «насип-склопластикова труба» методом сил та методом скінченних елементів при дії навантаження від залізничного рухомого складу із врахуванням різного поперечного перерізу труби. Встановлено, що із збільшенням діаметру склопластикової труби величина деформацій земляного полотна та склопластикової труби збільшується. При діаметрі труби 1,0 м величина деформації у склепінні труби становить 2,12 мм, а при діаметрі труби 3,6 м–4,16 мм. При цьому величина деформацій земляного полотна під шпалою становить 5,2 мм та 6,0 мм відповідно. Встановлено, що максимальні деформації земляного полотна, які виникають над трубою, при діаметрі труби 3,6 м становлять 4,46 мм. При цьому максимальні вертикальні деформації склопластикової труби виникають у склепінні труби і при діаметрі труби 3,6 м становлять 4,16 мм. Встановлено, що максимальні горизонтальні деформації земляного полотна виникають в точках горизонтального діаметру склопластикової  труби, а мінімальні горизонтальні деформації земляного полотна виникають в точках, що лежать на вертикальному діаметрі труб