Skip to main content
SUPERVISOR
Seyedmadi Hejazi,Seyed Mehdi Abtahi Forooshani
سیدمهدی حجازی (استاد راهنما) سیدمهدی ابطحی فروشانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed mehran Khoshoei esfahani
سیدمهران خشوعی اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

An investigation into the performance of steel slag ballast layer modified with tire delivered aggregate under cyclic loading
Slags are the byproducts of iron and steel factories usually stored and stashed in large depots around these factories. Extensive investigations have been conducted around the world to find suitable applications for this material. Ballasted track are a possible use case through which large volumes of this materials can be consumed. Studies suggest that employing slags as ballast tracks brings about many advantages such as increasing the lateral resistance of railway tracks. However, as one of its major drawbacks, this material can also increase the track stiffness, which is of great importance in cases where dissipation of energy (damping) is necessary. This drawback, if not resolved, can lead to faster destruction of the railway tracks due to the increased dynamic impacts, specifically at the rail track joints, which can consequently affect the destruction of the ballast and reduce its Service life. This thesis attempted to incorporate tire delivered aggregate (TDA) into the ballast layer to mitigate the aforementioned problem and increase its Service life. To this end, TDA was used at two gradations, namely 10 to 20 mm and 20 to 60 mm (the same gradation as the ballast materials). The ballast box test was used to examine the effect of TDA on this layer by measuring parameters such as settlement, stiffness, damping ratio, and ballast breakage index of materials. The TDA was used at 0, 5, 10, and 15 wt%. Finally, based on the obtained optimal weight percentage and gradation type, modifications were applied to the morphology of the employed TDA, and the aforementioned parameters were again examined. Ultimately, the Abaqus software was used to model the ballast box test, and the settlement results obtained from the numerical and experimental models were compared. In addition, the stress contours for the models were also extracted. The results suggest that TDA increases the track damping ratio and settlement while reducing the stiffness and ballast breakage index. Moreover, compared to finer gradations, the gradation of 20 to 60 mm resulted in a greater increase in the track settlement and damping ratio. Addition of 10 wt% TDA with a gradation of 20-60 mm increased the settlement and damping ratio by 4.5 and 2.72 compared to the simple sample. However, this mixture also caused a greater reduction in the stiffness and ballast breakage. According to the results, a higher mechanical performance was achieved using the ballast layer containing TDA with a gradation of 20 to 60 mm compared to the 10 to 20 mm gradation.
سرباره­ها محصول جانبی تولید کارخانجات آهن و فولاد هستند که اغلب به صورت دپوهای بزرگ در اطراف این کارخانه­ها انباشته می­شوند. در طول سال­ها تحقیقات گسترده­ای در سطح جهان جهت مصرف این ماده انجام و زمینه­های متعددی برای کاربرد آن­ها پیشنهاد شده است. یکی از این زمینه­ها که موجب استفاده از این مواد در حجم عظیمی می­شود، کاربرد به عنوان بالاست راه­آهن می­باشد. مطالعات نشان می­دهد کاربرد سرباره­ها به عنوان بالاست در راه­آهن، دارای مزایای زیادی از جمله افزایش مقاومت جانبی خط می­باشد. در کنار این مزایا، دارای معایبی نیز می­باشد. یکی از مهم­ترین این معایب افزایش سختی خطوط می­باشد. این موضوع در مکان­هایی که میرایی انرژی از اهمیت برخوردار می­باشد، اهمیت می­یابد. اگر عیب یاد شده اصلاح نشود سبب تخریب سریع­تر خطوط به دلیل افزایش ضربه دینامیکی خصوصا در نواحی درز ریل نیز شده ونیز این مسئله برتخریب بالاست و در نتیجه کاهش عمر بهره برداری آن موثر خواهد بود. در این پایان­نامه، سعی بر آن بوده تا با استفاده از مواد خرده لاستیک در بالاست این مشکل در مصالح بالاستی کاهش یابد و در نتیجه عمر آن افزایش یابد. در این راستا با استفاده از لاستیک در دو نوع دانه­بندی بین 10 تا 20 میلی­متر و دانه­بندی مشابه دانه­های بالاست (بین 20 تا 60 میلی­متر) با استفاده از آزمایش دستگاه جعبه بالاست، به بررسی اثر استفاده از این مواد بر این لایه با استفاده از پارامتر­های نشست خط، سختی، میرایی و خرد شدگی مصالح پرداخته شده است. درصد استفاده از خرده لاستیک 0، 5، 10 و 15 درصد وزنی در نظر گرفته شده است. در نهایت بعد از تعیین درصد و نوع دانه­بندی بهینه، با استفاده از این درصد و دانه­بندی در مورفولوژی لاستیک مورد استفاده تغییراتی ایجاد شد و پارامترهای یاد شده برای این آزمایش نیز بررسی شده است. در نهایت با استفاده از نرم افزار آباکوس دستگاه جعبه بالاست مدل گردیده و نتایج نشست مربوط به مدل سازی عددی و آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه شد و کانتورهای تنش مدل­ها استخراج گردید. نتایج نشان داد که استفاده از لاستیک، سبب افزایش در مقدار میرایی و نشست و همچنین کاهش سختی و خرد شدگی می­شود و همچنین دانه­بندی لاستیک بین 20 تا 60 میلی­متر در مقایسه با دانه­بندی لاستیک ریزتر، افزایش بیشتری در نشست و میرایی از خود بروز داد. کاربرد ده درصد لاستیک 20-60 به ترتیب سبب افزایش 5/4 و 72/2 برابری در مقدار نشست و میرایی نسبت به نمونه بدون لاستیک شد. در مقابل دانه­بندی 20-60 میلی­متر کاهش بیشتری در مقدار سختی و خردشدگی نشان داد. نتایج بیانگر بهبود عملکرد مکانیکی مناسب­تر لایه بالاست مخلوط شده با لاستیک با دانه­بندی بین 20 تا 60 میلی­متر نسبت به دانه­بندی 10 تا 20 میلی­متر بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی