|
DOI: 10.14489/td.2023.08.pp.032-039
Быков А. А., Суржик Д. И., Васильев Г. С., Кузичкин О. Р.
ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФАЗОМЕТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
(c. 32-39)
Аннотация. В процессе эксплуатации железнодорожного пути в земляном полотне и его грунтовом основании могут возникать и накапливаться различные дефекты и деформации, что приводит к нарушению их несущей способности. Актуальной становится задача разработки новых технологичных методов контроля состояния системы грунтовое основание– земляное полотно–железнодорожный путь. Предложен геоэлектрический фазометрический метод контроля фазы регистрируемых сигналов при изменениях нагрузки на грунт в основании железнодорожного пути. Контроль фазовых характеристик позволяет обеспечить большую чувствительность, точность и помехозащищенность по сравнению с контролем амплитуды геоэлектрических сигналов. Разработанная лабораторная установка позволяет имитировать различные природные процессы (изменение влажности грунта, суффозию, карстовые провалы, обвалы, оползни и другие) и оценивать их влияние на железнодорожный транспортный комплекс. Установка содержит модель контролируемого объекта (емкость с грунтом), генераторы зондирующих сигналов, подсистему регистрации сигналов в среде, подсистему обработки данных. Предложенный подход дает возможность обнаруживать ранние геодинамические индикаторы деформаций земляного полотна железнодорожного пути.
Ключевые слова: железнодорожное полотно, геодинамические процессы, фазометрический метод, мониторинг геологической среды.
Bykov A. A., Surzhik D. I., Vasilyev G. S., Kuzichkin O. R.
GEOELECTRIC PHASOMETRIC CONTROL OF THE RAILWAY TRACKBED
(pp. 32-39)
Abstract. During the operation of the railway track, various defects and deformations may occur and accumulate in the earth bed and its soil base, which leads to a violation of their bearing capacity. The task of developing new technological methods for monitoring the condition of the ground foundation – roadbed – railway track system is becoming urgent. The article proposes a geoelectric phase-measuring method for monitoring the phase of recorded signals with changes in the load on the ground at the base of the railway track. The control of phase characteristics allows for greater sensitivity, accuracy and noise immunity compared to the control of the amplitude of geoelectric signals. The developed laboratory setup allows simulating various natural processes (changes in soil moisture, suffusion, karst dips, landslides, landslides, and others) and assessing their impact on the railway transport complex. The installation contains a model of the controlled object (a container with soil), generators of probing signals, a subsystem for recording signals in the environment, a subsystem for data processing. The proposed approach makes it possible to detect early geodynamic indicators of deformations of the railway trackbed.
Keywords: railway track, roadbed, geodynamic processes, phasometric method, monitoring of the geological environment.
А. А. Быков, Д. И. Суржик (Муромский институт (филиал) ФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (МИ ВлГУ), Владимир, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Г. С. Васильев, О. Р. Кузичкин (Белгородский государственный университет (Белгородский национальный исследовательский университет, НИУ «БелГУ»), Белгород, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. A. Bykov, D. I. Surzhik (Murom Institute (branch) of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Vladimir State University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov” (MI VlSU), Murom, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
G. S. Vasilyev, O. R. Kuzichkin (Belgorod State University (Belgorod National Research University, “BelSU”), Belgorod, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Баймахан А. Р., Жуманова З. Е., Байбатырова А. Н., Баймахан Р. Б. Расчет деформационной устойчивости системы «наклонное слоистое грунтовое основание–фундамент–здание» // Глобальный научный потенциал. 2015. № 10 (55). С. 33–35.
2. Yan H., Gao C., Elzarka H., et al. Risk Assessment for Construction of Urban Rail Transit Projects // Saf. Sci. 2019. V. 118. P. 583–594.
3. Zheng Y., He S., Yu Y., et al. Characteristics, challenges and countermeasures of giant karst cave: A case study of Yujingshan tunnel in high-speed railway // Tunn. Undergr. Space Technol. 2021. V. 114. P. 103988.
4. Romero‐Ruiz A., Linde N., Keller T., Or D. A Review of Geophysical Methods for Soil Structure Characterization // Reviews of Geophysics. 2018. V. 56. P. 672–697. DOI: https://doi.org/10.1029/2018RG000611
5. Draft Environmental Impact Report / Preston Property Residential Project State Clearinghouse No. 2012022075. 15 November 2012. Milpitas, CA, USA, 2012. Available. URL: http://www.ci.milpitas.ca.gov/_pdfs/plan_eir_PrestonPropertyAppendices,Part1.pdf (accessed on 15 November 2012).
6. Строкова Л. А. Определение параметров для численного моделирования поведения грунтов // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 313, № 1. С. 69–74.
7. Baknin M. D., Bykov A. A., Surzhik D. I., Kuzichkin O. R. Geotechnical Monitoring of the Foundations of Structures Based on Integrated Seismoelectric Measurements in Conditions of Karst Hazard // Conference: 20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Proceedings SGEM 2020, Bulgaria, Sofia, 18 – 24 August. Sofia, 2020. P. 559–566.
8. В. В. Монахов, В. И. Овчинников, А. В. Урусова и др. Опыт применения геофизических исследований на деформирующихся участках земляного полотна железных дорог // Разведка и охрана недр. 2005. № 12. С. 46–49.
9. Пронин А. П. Влияние железнодорожного транспорта на окружающую природную среду // Автоматика на транспорте. 2016. № 4.
10. Revil A., Jardani A., Sava P., Haas A. The Seismoelectric Method: Theory and Applications. John Wiley & Sons, 2015. 264 p. DOI: 10.1002/ 9781118660270
11. Youssef A. M., El-Kaliouby H. M., Zabramawi Ya. A. Integration of Remote Sensing and Electrical Resistivity Methods in Sinkholeinvestigation in Saudi Arabia // Journal of Applied Geophysics. 2012. V. 87. P. 28–39.
12. Bykov A., Grecheneva A., Kuzichkin O., et al. Mathematical Description and Laboratory Study of Electrophysical Methods of Localization of Geodeformational Changes During the Control of the Railway Roadbed // Mathematics. 2021. V. 9, No. 24. P. 3164.
13. Kuzichkin O., Grecheneva A., Bykov A., et al. Methods and Algorithms of Joint Processing of Geoelectric and Seismoacoustic Signals in Real Time // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2018. Bulgaria, Sofia, 2 – 8 July. Sofia, 2018. P. 877–884.
14. Vasilyev G. S., Kuzichkin O. R., Grecheneva A. V., et al. Analysis of the Combined Transfer Functions for Geotechnical Control // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2018. Bulgaria, Sofia, 2 – 8 July. Sofia, 2018. P. 43–50.
15. Dorofeev N. V., Grecheneva A. V., Kuzichkin O. R., et al. The Method of the Phase Control of the Electrical Installation During Geodynamic Monitoring // 2nd International Conference on Functional Materials and Chemical Engineering (ICFMCE 2018). MATEC Web of Conferences. 2019. V. 272. P. 01045.
16. Kuzichkin O. R., Bykov A. A., Surzhik D. I., et al. The Study of the Seismoelectric Method for the Localization of Geodeformational Changes in the Control of the Subgrade of the Railway // IIOAB Journal. 2019. V. 10, Release 5. P. 34–39. (Web of Science).
17. Kuzichkin O. R., Vasilyev G. S., Grecheneva A. V., et al. Application of Phasemetric Compensation Method for Geoelectric Control of Near-surface Geodynamic Processes // Bulletin of Electrical Engineering and Informatics. 2020. V. 9, Is. 3. P. 898–905.
1. Baymahan A. R., Zhumanova Z. E., Baybatyrova A. N., Baymahan R. B. (2015). Calculation of the deformation stability of the system "inclined layered soil base - foundation - building". Global'niy nauchniy potentsial, 55(10), pp. 33 – 35. [in Russian language]
2. Yan H., Gao C., Elzarka H. et al. (2019). Risk assessment for construction of urban rail transit projects. Safety Science, Vol. 118, pp. 583–594.
3. Zheng Y., He S., Yu Y. et al. (2021). Characteristics, challenges and countermeasures of giant karst cave: A case study of Yujingshan tunnel in high-speed railway. Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 114.
4. Romero‐Ruiz A., Linde N., Keller T., Or D. (2018). A review of geophysical methods for soil structure characterization. Reviews of Geophysics, Vol. 56, pp. 672–697. DOI: https://doi.org/10.1029/2018RG000611.
5. Draft Environmental Impact Report. (2012). Preston Property Residential Project State Clearinghouse No. 2012022075. Milpitas. Available at: http://www.ci.milpitas.ca.gov/_pdfs/plan_eir_PrestonPropertyAppendices, Part1.pdf (Accessed: 15.11.2012).
6. Strokova L. A. (2008). Determination of parameters for numerical modeling of soil behavior. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, Vol. 313 (1), pp. 69 – 74. [in Russian language]
7. Baknin M. D., Bykov A. A., Surzhik D. I., Kuzichkin O. R. (2020). Geotechnical monitoring of the foundations of structures based on integrated seismoelectric measurements in conditions of karst hazard. Conference: 20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Proceedings SGEM 2020, pp. 559 – 566. Sofia.
8. Monahov V. V., Ovchinnikov V. I., Urusova A. V. et al. (2005). Experience in the application of geophysical surveys on deformable sections of railway subgrade. Razvedka i ohrana nedr, (12), pp. 46 – 49. [in Russian language]
9. Pronin A. P. (2016). The impact of railway transport on the environment. Avtomatika na transporte, (4). [in Russian language]
10. Revil A., Jardani A., Sava P., Haas A. (2015). The Seismoelectric Method: Theory and Applications. John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/ 9781118660270.
11. Youssef A. M., El-Kaliouby H. M., Zabramawi Ya. A. (2012). Integration of remote sensing and electrical resistivity methods in sinkholeinvestigation in Saudi Arabia. Journal of Applied Geophysics, Vol. 87, pp. 28 – 39.
12. Bykov A., Grecheneva A., Kuzichkin O. et al. (2021). Mathematical description and laboratory study of electrophysical methods of localization of geodeformational changes during the control of the railway roadbed. Mathematics, Vol. 9, 24.
13. Kuzichkin O., Grecheneva A., Bykov A. et al. (2018). Methods and algorithms of joint processing of geoelectric and seismoacoustic signals in real time. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, pp. 877 – 884. Sofia.
14. Vasilyev G. S., Kuzichkin O. R., Grecheneva A. V. et al. (2018). Analysis of the combined transfer functions for geotechnical control. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, pp. 43 – 50. Sofia.
15. Dorofeev N. V., Grecheneva A. V., Kuzichkin O. R. et al. (2019). The method of the phase control of the electrical installation during geodynamic monitoring. 2nd International Conference on Functional Materials and Chemical Engineering (ICFMCE 2018). MATEC Web of Conferences, Vol. 272.
16. Kuzichkin O. R., Bykov A. A., Surzhik D. I. et al. (2019). The study of the seismoelectric method for the localization of geodeformational changes in the control of the subgrade of the railway. IIOAB Journal, Vol. 10 (5), pp. 34 – 39. (Web of Science)
17. Kuzichkin O. R., Vasilyev G. S., Grecheneva A. V. et al. (2020). Application of phasemetric compensation method for geoelectric control of near-surface geodynamic processes. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, Vol. 9 (3), pp. 898 – 905.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2023.08.pp.032-039
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2023.08.pp.032-039
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»