Приехали мы в Петербург задолго до начала учебных занятий. На улицах было небывалое для летнего времени движение. Масса военных. Разные проявления патриотизма, которые не замечались во время Японской войны. Оркестры в летних садах, театрах и ресторанах повторяли без конца национальный гимн. Перед Зимним Дворцом огромные толпы народа приветствовали Государя. На моей памяти таких демонстраций в Петербурге не было. Газеты выпускали экстренные известия с фронта. Все следили за передвижением войск.
Германия двинула главные силы на Францию, оставив на русском фронте лишь слабые заслоны. Чтобы поддержать Францию, русские войска, до окончания мобилизации, вторглись в Восточную Пруссию и заняли значительную ее часть. Но эти успехи были недолговременными. Немцы перебросили с западного на восточный фронт часть своих войск и нанесли русским серьезное поражение. Русским войскам пришлось отступать и спешно очищать занятую территорию. Это произвело на население тяжелое впечатление. Видно было, что война затянется и что наша армия к такой войне не подготовлена.
На австрийском фронте дело обстояло лучше. Австрийская армия заключала в своем составе большое количество солдат славянского происхождения, которые не проявляли особого желания сражаться против русских. Русские одержали здесь ряд побед и к осени заняли большую часть Восточной Галиции.
Петербург был далеко от фронта и после первых недель войны все постепенно успокоилось. Занятия в высших учебных заведениях начались в обычное время, но число слушателей значительно уменьшилось. Часть студентов была призвана в войска, другие, не ожидая призыва, поступали в военные училища. Некоторые преподаватели тоже были призваны. Жизнь в Путейском Институте постепенно затихала. Обсуждение учебных планов и разных преобразований, которыми я интересовался, прекратилось. Многие профессора были служебно связаны с Министерством Путей Сообщения и их интересовали теперь другие вопросы. Мобилизация показала многие недостатки в организации нашей железнодорожной сети. Заговорили об увеличении пропускной способности наших дорог и об увеличении состава поездов. Это требовало увеличения веса паровозов, а следовательно усиления мостов и верхнего строения пути. Из общих экономических и политических соображений русские железные дороги иногда строились в малонаселенных местах, где ожидалось лишь слабое движение. Для уменьшения первоначальных затрат на постройку таких дорог укладывались легкие рельсы. Например, на Сибирском пути были уложены рельсы весом в 18 фунтов на фут, что было гораздо меньше, чем вес рельсов на дорогах Европейской России. Прочность пути оказалась недостаточной для тяжелых перевозок военного времени.
Возник вопрос об усилении рельсового пути и мне предложили заняться этим вопросом. Я пересмотрел литературу, касающуюся прочности рельсового пути и нашел, что в России этому вопросу уделялось больше внимания, чем в Западной Европе или Америке. Особенно солидное исследование было выполнено Товарищем Министра Путей Сообщения Н. П. Петровым, «творцом гидродинамической теории трения в подшипниках». Петров рассматривал рельс как балку на упругих опорах, подвергающуюся действию подвижного груза. При таком предположении получалось сложное дифференциальное уравнение, которое Петров смог разрешить только для частных случаев путем приближенного интегрирования. Такое решение не давало ясной зависимости рельсовых напряжений от размеров рельса, упругости балласта и упругости шпал и оно не могло быть использовано для выбора надлежащих размеров рельс.
Мне пришла в голову мысль упростить задачу, заменив упругие опоры эквивалентным сплошным упругим основанием. Предварительные расчеты показали, что сосредоточенное давление на путь распределяется рельсами не меньше, чем на пять шпал и что при таком числе опор замена их сплошным упругим основанием оказывает лишь ничтожное влияние на прогибы и напряжения рельса. Приведя расчет рельса к рассмотрению балки на упругом основании, можно было сразу упростить решение задачи. Соответствующее дифференциальное уравнение легко решалось и для прогибов рельса и для напряжений получались простые выражения, из которых сразу было видно, как изменение веса рельса влияло на величину напряжений в рельсе и на жесткость пути. Без всяких затруднений решался вопрос о влиянии на напряжения плоских мест на бандажах и разных неправильностей поверхности рельсового пути.
Рождественские праздники 1914 года мы проводили в Гельсингфорсе, но я, поглощенный рельсовыми расчетами, уделял мало внимания этому красивому городу. По возвращении в Петербург я привел свое исследование в окончательную форму и результаты опубликовал в Сборнике Института. Статья имела неожиданные для меня последствия. Я получил письмо от Н. П. Петрова с приглашением зайти к нему для обсуждения моей статьи. В письме он соглашался с моей теорией и признавал, что она представляет большой шаг вперед в деле развития теории прочности рельсов. Это, конечно, был большой успех, так как Петров при его связях в Министерстве Путей Сообщения мог содействовать практическому осуществлению моих предложений. Естественно, я не заставил себя ждать и через несколько дней посетил Петрова. Он встретил меня радушно, поздравил с успехом и высказал убеждение, что Министерство заинтересуется моей работой.
Хотя Петрову было тогда не меньше 80 лет, но это был еще бодрый старик, интересный, живой рассказчик. Он знал историю русской инженерной науки и лично сталкивался с рядом лиц, имена которых я встречал в инженерной литературе.
Разговор с Петровым имел практические результаты. Через несколько дней я получил письмо от председателя Инженерного Совета с предложением сделать доклад о прочности рельс в Комиссии, занимающейся вопросами верхнего строения железнодорожного пути. Через некоторое время я такой доклад сделал. На докладе присутствовал и председатель Инженерного Совета. Он, очевидно, заинтересовался докладом и просил меня принимать в дальнейшем участие в заседаниях Комиссии. Это представляло для меня большой интерес. Хотелось применить теоретические решения к практике. Впоследствии мои решения начали применяться и в Западной Европе и в Америке.
Летом 1915 года, после экзаменов, я отправился на дачу в Финляндию и там занялся писанием книги о деформациях стержней и пластинок, которая должна была составить второй том моего курса теории упругости. Несколько раз читал и в Киеве и в Петербурге курс такого рода и работа подвигалась успешно. Я пользовался главным образом моими ранее опубликованными статьями и мне не нужна была библиотека для справок. Вообще литература по стержням и пластинкам в то время не была обширной и можно было держать в памяти главнейшие результаты.
