Digitala Vetenskapliga Arkivet

Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Large scale modelling of railway ballast layers for high speed railways
Responsible organisation
2021 (English)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Denna rapport presenterar en numerisk metod för att prediktera sättningar i järnvägsbankar efter många tågpassager. Denna metod baseras på finita elementmetoden samt en materialmodell som beräknar ackumulerad permanent deformation som funktion av antalet belastningscykler. Detta leder till en beräkningseffektiv metod som kan beräkna permanenta deformationer av stora strukturer efter många lastcykler. I ett första steg beräknas spänningarna i banvallen som uppkommer av en tågpassage. Dessa spänningar omvandlas sedan till permanenta töjningar med hjälp av en avancerad modell som tar hänsyn till de cykliska spänningarna på grund tågpassager, statiska spänningar på grund av bankens egentyngd samt antalet belastningscykler. I detta arbete så kalibrerades denna modell mot ett stort treaxligt experimentellt arbete i litteraturen. Här sågs ett stort beroende i hur fort man belastade det obundna materialet vilket leder till att mycket större sättningar förväntas vid höga tåghastigheter än vid låga. Slutligen så omvandlas de beräknade permanenta töjningarna till permanenta deformationer och sättningarna beräknas som hur mycket ballasten sjunker under rälsen. Bankar där ballastlagret har två olika höjder modellerades där rälsen fastsätts i såväl spårplatta av betong samt slipers togs fram. Med dessa modeller undersöktes tre olika axellaster, 17.5 ton, 22.5 ton samt 30 ton. Fyra olika frekvenser på belastningen användes i beräkningen av de permanenta deformationerna vilket motsvarar olika tåghastigheter. Resultaten visar tydligt att spårplatta har en mycket stor inverkan och sänker de uppkomna sättningarna rejält på grund av en jämnare belastning av ballastmaterialet jämfört med slipers. Som förväntat leder högre axellast och en högre banvall till större sättningar efter samma antal tågpassager än lägre axellaster och banvallshöjd. De predikterade sättningarna beror även stort på belastningsfrekvensen. Här vore det önskvärt att utveckla modellen för att explicit koppla belastningsfrekvens direkt till en viss tåghastighet. Gemensamt för alla analyserade fall är att en stor del av de uppkomna deformationerna uppstår de första 1000 lastcyklerna vilket visar på vikten att modellera förkompaktering av ballastmaterialet. Slutligen jämförs prediktionerna från modellen med empiriska modeller funna i litteraturen och dessa stämmer bra överens. En fördel med det framtagna modelleringsverktyget är att geometrin hos banken och axellast explicit tas hänsyn till i modellen samt att tågens hastighet också kan modelleras vilket bara till viss del inkluderas i de empiriska modellerna. Viktiga steg för att gå vidare är att kalibrera modellen för material som används i Sverige och validera modellen med fullskaleförsök.

Place, publisher, year, edition, pages
BIG – Branschsamverkan i grunden , 2021. , p. 26
Series
Trafikverkets forskningsportföljer
Keywords [sv]
Banbyggnad, Järnvägsbankar, Finita elementmetoden, Permanent deformation, Belastningscykler, Järnväg
National Category
Geotechnical Engineering and Engineering Geology
Research subject
FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
URN: urn:nbn:se:trafikverket:diva-17717Archive number: TRV 2019/30861OAI: oai:DiVA.org:trafikverket-17717DiVA, id: diva2:1902203
Projects
BIG Large scale modelling of railway ballast layers for high speed railways
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2019/30861Available from: 2024-10-01 Created: 2024-10-01 Last updated: 2025-02-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Large scale modelling of railway ballast layers for high speed railways(2218 kB)73 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2218 kBChecksum SHA-512
98f14951637ee201019ddd124b76d3f579bc997c6fba66d4159de79258035b2fff13f763f6fc12de458d1cd4240a0430abd682488de631aa7e7b7f54c0beb84d
Type fulltextMimetype application/pdf

Geotechnical Engineering and Engineering Geology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 73 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 65 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf