ГЕОИНЖЕНЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

1. Инженерная конструкция с георешетками для железных дорог (железнодорожная конструкция с георешетками), содержащая:
подушку колеи (возможно подушку колеи, содержащую рельсы), которая задает колею, расположенную в плоскости колеи;
массу материала в виде частиц, формирующего слой, расположенный под плоскостью колеи; и
по меньшей мере одну георешетку, расположенную в и/или ниже слоя частиц,
причем по меньшей мере одна георешетка расположена в плоскости (в плоскости георешеток), по существу параллельной плоскости колеи, при этом среднее расстояние между плоскостью колеи и плоскостью георешеток, измеренное перпендикулярно обеим плоскостям и обозначаемое в данном документе как Dr, превышает 0,65 метра.
2. Железнодорожная конструкция с георешетками по п. 1, в которой слой частиц расположен непосредственно под подушкой колеи.
3. Железнодорожная конструкция с георешетками по п. 1 или 2, в которой слой частиц имеет среднюю толщину меньше Dr, предпочтительно меньше 0,5 м, более предпочтительно меньше 0,4 м, наиболее предпочтительно от 0,1 м до 0,35 м.
4. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой Dr превышает или равно 0,7 метрам, более предпочтительно ≥0,8 м, еще более предпочтительно ≥0,9 м, наиболее предпочтительно ≥1 м.
5. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой Dr меньше или равно 5 метрам, более преимущественно ≤4 м, еще более преимущественно ≤3 м, наиболее преимущественно ≤2 м.
6. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой Dr составляет от 0,65 до 5 метров, предпочтительно от 0,7 до 5 метров, более предпочтительно от 0,8 до 4 м, еще более предпочтительно от 0,9 до 3 м, наиболее предпочтительно от 1 до 2 м.
7. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой слой частиц дополнительно стабилизируется посредством по меньшей мере еще одного механически стабилизированного слоя и/или химически стабилизированного слоя.
8. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой георешетка имеет форму выполненной за одно целое молекулярно ориентированной ячеистой сети, которая содержит полимеры, которые по существу молекулярно ориентированы в по меньшей мере одном направлении.
9. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой полимеры георешетки молекулярно ориентированы в по меньшей мере двух по существу перпендикулярных направлениях (двуосная ориентация).
10. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой георешетка содержит взаимосвязанные задающие ячеистую сеть элементы, включающие в себя удлиненные растяжимые элементы.
11. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой георешетка содержит поперечные балки, взаимно соединенные посредством по существу прямо ориентированных скруток, причем по меньшей мере некоторые скрутки продолжаются от одной балки к следующей под существенным углом к направлению под прямыми углами к балкам, причем чередующиеся такие угловые скрутки по ширине георешетки являются наклонными относительно упомянутого направления под равными и противоположными углами.
12. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой георешетка имеет форму выполненной за одно целое молекулярно ориентированной пластиковой ячеистой структуры.
13. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой георешетка имеет толщину от 0,1 м до 5 мм, предпочтительно от 0,2 до 2 мм.
14. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой молекулярные ориентированные полимеры, которые содержат полимерную георешетку, ориентированы посредством полимерной решетки (и/или полимерной сетки, из которой формируется решетка), растянутой в по меньшей мере одном направлении при степени растяжения по меньшей мере 2:1, предпочтительно по меньшей мере от 2 к 1 до 12 к 1, более предпочтительно от 2 к 1 до 6 к 1.
15. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой георешетка имеет прочность на растяжение в по меньшей мере 10 кН/м.
16. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, в которой георешетка имеет задающие ячеистую сеть элементы, которые имеют ширину в 2-100 мм, причем задающие ячеистую сеть элементы задают апертуры ячеистой сети (причем, возможно, эти апертуры могут иметь идентичный размер и/или форму), имеющие среднюю длину и/или среднюю ширину от 5 до 400 мм.
-1
-1
17. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, имеющая скорость (Vr) рэлеевской волны в по меньшей мере 55 мс (~125 миль/ч или ~200 км/ч), более предпочтительно ≥69 мс (~155 миль/ч или ~250 км/ч).
-1
-1
18. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, которая дополнительно содержит железнодорожную колею, имеющую рельсы, при этом рельсы имеют критическую скорость движения по колее в по меньшей мере 140 мс (~310 миль/ч или ~500 км/ч), более предпочтительно в по меньшей мере 150 мс (~335 миль/ч или ~540 км/ч).
19. Железнодорожная конструкция с георешетками по любому из предшествующих пунктов, которая имеет одно или более, предпочтительно два или более, более предпочтительно три или более, еще более предпочтительно четыре или более, наиболее предпочтительно пять или более, например, все шесть из любых следующих свойств, выбранных из (i)-(vi):
i) Радиальная секущая жесткость при относительной деформации в 0,5% в по меньшей мере 100 кН/м, предпочтительно от 200 до 800 кН/м, более предпочтительно от 220 до 700 кН/м, наиболее предпочтительно от 250 до 600 кН/м, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 60 до минус (-) 100.
ii) Радиальная секущая жесткость при относительной деформации в 2% (в кН/м) в по меньшей мере 80 кН/м, предпочтительно от 150 до 600 кН/м, более предпочтительно от 170 до 500 кН/м, наиболее предпочтительно от 200 до 450 кН/м, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 60 до минус (-) 100.
iii) Коэффициент радиальной секущей жесткости (безразмерный) в по меньшей мере 0,5, предпочтительно от 0,6 до 0,9, наиболее предпочтительно от 0,70 до 0,85, наиболее предпочтительно от 0,75 до 0,80, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 0,10 до минус (-) 0,20, более возможном до минус (-) 0,15.
iv) Эффективность соединения в по меньшей мере 90%, предпочтительно в по меньшей мере 95%, более предпочтительно в по меньшей мере 97%, наиболее предпочтительно в по меньшей мере 99%, например, в 100%, при дополнительном возможном допуске в каждом случае по меньшей мере минус (-) 10.
v) Шаг (предпочтительно шестиугольный шаг) в по меньшей мере 30 мм, предпочтительно от 40 до 150 мм, более предпочтительно от 50 до 140, наиболее предпочтительно от 65 до 125 мм, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 60 до минус (-) 100.
2
2
2
2
2
vi) Вес продукта в по меньшей мере 0,100 кг/м, предпочтительно от 0,120 до 0,400 кг/м, более предпочтительно от 0,150 до 0,350 кг/м, наиболее предпочтительно от 0,170 до 0,310 кг/м, например, от 0,180 до 0,300 кг/м, при дополнительном возможном допуске в каждом случаеот минус (-) 0,025 до минус (-) 0,040, более возможно от минус (-) 0,030 до 0,035.
20. Способ конструирования инженерной конструкции с георешетками для железных дорог (железнодорожной конструкции с георешетками), возможно железнодорожной конструкции с георешетками по любому из предшествующих пунктов, при этом способ включает в себя этапы, на которых:
обеспечивают подушку колеи (возможно подушку колеи, содержащую рельсы), которая задает колею, расположенную на плоскости колеи;
обеспечивают слой частиц, лежащий под плоскостью колеи с георешеткой, расположенной в и/или рядом со слоем частиц,
причем георешетка расположена в плоскости (в плоскости георешеток), по существу параллельной плоскости колеи, при этом среднее расстояние между плоскостью колеи и плоскостью георешеток, измеренное перпендикулярно к обеим из них и обозначаемое в данном документе как Dr, превышает 0,65 метра.
21. Георешетка, выполненная с возможностью использования в железнодорожной геоинженерной конструкции по любому из пп. 1-19 и/или в способе по п. 20, при этом георешетка имеет одно или более, предпочтительно два или более, более предпочтительно три или более, еще более предпочтительно четыре или более, наиболее предпочтительно пять или более, например, все шесть из любых следующих свойств, выбранных из (i)-(vi):
i) Радиальная секущая жесткость при относительной деформации в 0,5% в по меньшей мере 100 кН/м, предпочтительно от 200 до 800 кН/м, более предпочтительно от 220 до 700 кН/м, наиболее предпочтительно от 250 до 600 кН/м, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 60 до минус (-) 100.
ii) Радиальная секущая жесткость при относительной деформации в 2% (в кН/м) в по меньшей мере 80 кН/м, предпочтительно от 150 до 600 кН/м, более предпочтительно от 170 до 500 кН/м, наиболее предпочтительно от 200 до 450 кН/м, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 60 до минус (-) 100.
iii) Коэффициент радиальной секущей жесткости (безразмерный) в по меньшей мере 0,5, предпочтительно от 0,6 до 0,9, наиболее предпочтительно от 0,70 до 0,85, наиболее предпочтительно от 0,75 до 0,80, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 0,10 до минус (-) 0,20, более возможном до минус (-) 0,15.
iv) Эффективность соединения в по меньшей мере 90%, предпочтительно в по меньшей мере 95%, более предпочтительно в по меньшей мере 97%, наиболее предпочтительно в по меньшей мере 99%, например, в 100%, при дополнительном возможном допуске в каждом случае по меньшей мере минус (-) 10.
v) Шаг (предпочтительно шестиугольный шаг) в по меньшей мере 30 мм, предпочтительно от 40 до 150 мм, более предпочтительно от 50 до 140, наиболее предпочтительно от 65 до 125 мм, при дополнительном возможном допуске в каждом случае от минус (-) 60 до минус (-) 100.
2
2
2
2
2
vi) Вес продукта в по меньшей мере 0,100 кг/м, предпочтительно от 0,120 до 0,400 кг/м, более предпочтительно от 0,150 до 0,350 кг/м, наиболее предпочтительно от 0,170 до 0,310 кг/м, например, от 0,180 до 0,300 кг/м, при дополнительном возможном допуске в каждом случаеот минус (-) 0,025 до минус (-) 0,040, более возможно от минус (-) 0,030 до 0,035.
22. Стабилизированный слой частиц георешеток, выполненный с возможностью использования в железнодорожной геоинженерной конструкции по любому из пп. 1-19 и/или в способе по п. 20, который получают и/или могут получать посредством использования георешетки по п. 21.
-1
-1
23. Использование георешетки и/или ее компонента для того, чтобы увеличивать скорость (Vr) рэлеевской волны в ней и/или увеличивать критическую скорость движения по колее вдоль рельсов колеи, уложенной на ней (Vc), выше максимальной разрешенной скорости движения железнодорожного состава, обозначаемой как Vt, где Vt составляет по меньшей мере 55 мс, предпочтительно ≥69 мс.
24. Инженерная конструкция с георешетками для железных дорог (железнодорожная конструкция с георешетками), причем конструкция содержит:
подушку колеи (возможно подушку колеи, содержащую рельсы), которая задает колею, расположенную в плоскости колеи;
слой частиц, лежащий под плоскостью колеи; и
георешетку, расположенную в и/или рядом в/со слоем частиц,
причем георешетка расположена в плоскости (в плоскости георешеток), по существу параллельной плоскости колеи таким образом, что георешетка стабилизирует слой частиц, так что свойства слоя частиц удовлетворяют уравнению 4A:
(уравнение 4A),
где ν обозначает коэффициент Пуассона слоя частиц, который предпочтительно составляет от 0,1 до 0,5, более предпочтительно от 0,2 до 0,4, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,35;
0
G является свойством жесткости при малой относительной деформации слоя частиц; и
ρ является плотностью слоя частиц; и
причем возможно среднее расстояние между плоскостью колеи и плоскостью георешеток, измеренное перпендикулярно к обеим из них и обозначаемое в данном документе как Dr, превышает 0,65 метра.
25. Способ конструирования инженерной конструкции с георешетками для железных дорог (железнодорожной конструкции с георешетками), включающий в себя этапы, на которых:
задают плоскость подушки колеи (возможно подушки колеи, содержащей рельсы), вдоль которой должна быть расположена подушка колеи;
обеспечивают слой частиц под плоскостью колеи с георешеткой, расположенной в и/или рядом со слоем частиц,
причем георешетка расположена в плоскости (в плоскости георешеток), по существу параллельной плоскости колеи таким образом, что георешетка стабилизирует слой частиц, так что свойства слоя частиц удовлетворяют уравнению 4A:
(уравнение 4A),
где ν обозначает коэффициент Пуассона слоя частиц, который предпочтительно составляет от 0,1 до 0,5, более предпочтительно от 0,2 до 0,4, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,35;
0
G является свойством жесткости при малой относительной деформации слоя частиц; и
ρ является плотностью слоя частиц; и
причем возможно среднее расстояние между плоскостью колеи и плоскостью георешеток, измеренное перпендикулярно к обеим из них и обозначаемое в данном документе как Dr, превышает 0,65 метра.
26. Использование георешетки в способе конструирования инженерной конструкции с георешетками для железных дорог (железнодорожной конструкции с георешетками), включающем в себя этапы, на которых:
задают плоскость подушки колеи (возможно подушки колеи, содержащей рельсы), вдоль которой должна быть расположена подушка колеи;
задают слой частиц, находящийся под плоскостью колеи с георешеткой, расположенной в и/или рядом со слоем частиц,
причем георешетку располагают в плоскости (плоскости георешеток) по существу параллельной плоскости колеи, причем такая плоскость задается таким образом, что георешетка вычисляется с тем, чтобы стабилизировать слой частиц, так что свойства слоя частиц удовлетворяют уравнению 4A:
(уравнение 4A),
где ν обозначает коэффициент Пуассона слоя частиц, который предпочтительно составляет от 0,1 до 0,5, более предпочтительно от 0,2 до 0,4, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,35;
0
G является свойством жесткости при малой относительной деформации слоя частиц; и
ρ является плотностью слоя частиц; и
причем возможно среднее расстояние между плоскостью колеи и плоскостью георешеток, измеренное перпендикулярно к обеим из них и обозначаемое в данном документе как Dr, превышает 0,65 метра, более предпочтительно Dr имеет и/или находится в любом из значений и/или диапазонов, как описано в данном документе, требуемых и/или выполненных с возможностью настоящего изобретения.
27. Материал в виде частиц, укрепленный и/или упрочненный посредством способа по п. 20 или 25.
28. Железнодорожная геоинженерная конструкция, содержащая массу материала в виде частиц, упрочненного посредством заглубления в него георешетки, как заявлено или описано в любом предшествующем пункте.