Moddeling of negative ambient air temperature effect to frost depth of Lithuania railroads construction

Abstract

This article presents results of the modelling of temperature regimes of railway construction layers in application of the SV HEAT software. To get modelling results, were used coldest winter results during 50 years. Temperature changes in railway construction layers were modelled pursuant to the data of the Lithuanian Hydrometeorological Service of March 1986–November 1987 in Vilnius region and the conducted field experimental studies. Ambient air temperature, moisture content in layers were assessed. Physical – mechanical and thermodynamic properties of the materials used to install railway construction layers were identified in the laboratory. Moisture content and temperature in construction layers were measured using sensors installed in the experimental field stand (DRETM II) set up in Slovakia. According to experimental stand results and ambient air temperature data, were modelled temperature dynamics in railway construction layers. Modelling results have shown that using Slovakia national projecting and assessment documents, Lithuania railways construction protective layer should be projected thicker. Using ambient air temperature of coldest winter during 50 years results, got frost depth was 2 m, all railway construction layers frosted.

Article in Lithuanian.

Aplinkos oro neigiamos temperatūros įtakos geležinkelio konstrukcijos įšalimo gyliui Lietuvoje modeliavimas

Santrauka

Straipsnyje pristatoma geležinkelio kelio konstrukcijos (GKK) sluoksnių temperatūrinio režimo modeliavimo „SV HEAT“ programa rezultatai. Jiems gauti naudojami šalčiausios žiemos Lietuvoje per pastaruosius 50 metų duomenys. Pagal Lietuvos hidrometeorologijos tarnybos 1986 m. lapkričio mėn. – 1987 m. kovo mėn. Vilniaus regiono duomenis ir atliktus lauko eksperimentinių tyrimų rezultatus, buvo sumodeliuota temperatūros kaita GKK sluoksniuose. Buvo įvertinta aplinkos oro temperatūra (AOT) ir drėgmės kiekis sluoksniuose. Laboratorijoje buvo nustatytos GKK sluoksniams įrengti panaudotų medžiagų fizinės­mechaninės ir termodinaminės savybės. Drėgmės kiekis ir temperatūra GKK sluoksniuose išmatuoti jutikliais, įrengtais eksperimentiniame lauko stende DRETM II Slovakijoje. Naudojant bandomojo ruožo duomenis, buvo sumodeliuota temperatūros dinamika GKK sluoksniuose, kintant aplinkos oro temperatūrai. Modeliavimo rezultatai rodo, kad, pritaikius Slovakijos nacionalinius GKK projektavimo ir vertinimo metodikas, Lietuvos GKK turėtų būti įrengiamos su storesniu pobalastiniu sluoksniu (PBS). Naudojant šalčiausios žiemos per penkiasdešimt metų rezultatus, gautas 2 m įšalimo gylis rodo, kad GKK įšalo daugiau nei 95 cm.

Reikšminiai žodžiai: geležinkelio kelio konstrukcija (GKK), aplinkos oro temperatūra (AOT), šalčio indeksas, įšalimo gylis, „SV HEAT“ programa.

Keyword : railway construction, ambient air temperature, frost index, frost depth, SV HEAT software