Поскольку я объявлял, что железнодорожники лучшие в мере специалисты и ученые, я решил в качестве приложения дополнить написанную про этот факт статью историей про намеренное сбрасывание камней на железную дорогу.
Вопрос - Зачем железнодорожники-ученые сбрасывали камни на пути?
Ответ - Чтобы улучшить качество проектирования железных дорог в горной местности
Очень давно в 1960-1965 годах научно-исследовательский институт транспортного строительства (ЦНИИС) занимался решением проблемы для железных дорог проложенных в горной местности.
Камнепад, вывал одиночных камней на железнодорожный путь, целые обвалы приводили к самым различным последствиям, находящихся в диапазоне от снижение скорости до крушения.
Если на существующих магистралях было понимание что, где и откуда падает благодаря многолетнему опыту эксплуатации. И были приняты определенные инженерные меры для защиты железнодорожного пути. Иногда очень дорогостоящие и требующие постоянного контроля. То для новых магистралей требовалось всё предвидеть заранее еще на этапе проектирования. Нужно было запроектировать улавливающую траншею необходимой ширины.
Но как можно предвидеть данное явление в докомпьютерную эпоху? Да и как смоделировать движение камней по горному склону / откосу?
- Камни могут быть самой разной формы;
- Камни могут быть самой разной массы;
- Угол склона / откоса переменный и часто имеет сложную форму;
- Растительность на склоне и грунт по которому катится камень могут быть самыми различными.
Задача намного сложнее, чем решить задачу о скатывании шара или куба по системе наклонных линий.
Что поделать, теория это конечно хорошо. Но как известно теория без практики – это рюкзак с учебниками по плаванию за спиной тонущего. Поэтому люди выезжают за получением эмпирический знаний на линии, где есть участки подверженные скально-обвальным явлениям.
- Байкал - Слюдянка
- Новокузнецк - Абакан
- Мундыбаш-Таштагол
- Аскиз-Абаза (республика Хакасия)
- Казань - Свердловск (Екатеринбург)
На данных линиях люди проделали колоссальную работу. Эксперименты проводились на скальных выемках и полувыемках с углами откосов от 45 до 82 градусов. С этих откосов, высота которых составляла от 11 до 78 метров сбрасывали камни самой разной формы! А масса этих камней составляла от 5 до 760 кг! Камни скидывали прям с верхней точки откоса, которые летели в сторону железной дороги. Естественно это всё согласовывалось.
Движение камней по откосу очень сложное. Оно скачкообразное. На каждый скачок, а следовательно на дальность вылета по которой нужно правильно запроектировать улавливающую траншею, влияет каждая неровность на откосе, каждый выступ. Поэтому помимо сбрасывания камней с существующих откосов, для увеличения вариантов такого непредсказуемого движения на одном из участков линии Новокузнецк - Абакан сооружают специальный выдвижной деревянный лоток.
Но наши деды решили, что этого мало. На участке линии Байкал - Слюдянка выбрали более-менее ровненький отвесный откос и соорудили искусственный металлический выступ. Этот выступ можно было перемещать по высоте. И кроме того, можно было менять угол, чтобы еще больше получить случайных вариантов.
В итоге было сброшено 25000 камней! Для каждого эксперимента вёлся журнал, в котором записывалось огромное количество исходных данных. Масса камня, его форма, данные о поверхности откоса, время падения, дальность вылета и многое другое! Горная порода камней также была довольно разнообразна: гранито-гнейс, гнейс, гранит, гранодиорит, диабаз, песчаник, известняк, аргиллит, амфиболит, сланц и другие! Многие эксперименты записывались на кинопленку для изучения сложного движения камней.
Специальная лаборатория
Но и этим все не закончилось. Параллельно в специальной лаборатории создали большое количество физических моделей. (макет, стенд). Эти модели были с самыми разными откосами и разным коэффициентом трения поверхности. На таких моделях сбрасывали деревянные фигуры правильных форм: шар, куб, параллелепипед. На этих моделях произвели 4500 сбрасываний!
Таким образом была собрана и обработана огромная статистика. На её основании создали методику расчета, которая позволила предвидеть дальность вылета камней на скально-обвальный участках. Эта методика очень пригодилась при проектировании БАМа (Байкало-Амурской магистрали) в 1980 годах.
Рекомендую посмотреть небольшой минутный ролик про скально-обвальные явления