National Transport Library Research Database

BIG Large scale modelling of railway ballast layers for high speed railways

  • Larsson, Stefan
  • Kungliga tekniska högskolan, Universitet eller högskola, 202100-3054
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2019-03-15 -- 2021-06-30 Registration number:
  • Trafikverket 2019/30861
Subject(s): Online resources: Abstract: I detta projekt ska resultaten från ett tidigare BIG projekt ”Modellering av bankfyllnad för höghastighetståg” skalas upp för att erbjuda ett numeriskt verktyg där deformationer över tid i hela järnvägsbankar kan beräknas effektivt. Analysen kommer ske med Finita ElementMetoden (FEM) vilket är en standardmetod för att beräkna spänningar och deformationer i mekaniska system. Den diskreta elementmodell (DEM) som utvecklades i ”Modellering av bankfyllnad för höghastighetståg” möjliggjorde en koppling mellan stenmaterialets egenskaper och järnvägsbankens egenskaper men med nackdelen att endast en liten volym belastad under ett kort tidsförlopp kan simuleras med rimliga beräkningstider. I detta projekt kommer denna DEM modell användas för att ta fram en materialmodell för användning i FEM. Detta leder uppmätta egenskaper hos stenmaterialet kan användas i beräkningar av deformationer i en hel banvallssektion med rimliga beräkningstider. Implementering av modellen kommer ske i ett kommersiellt FEM program vilket kommer underlätta användning för ingenjörer och konsulter i konstruktionsfasen. Dock, så är fullskaleförsök nödvändiga för att validera beräkningsverktyget.Abstract: In the project, the findings of “Modellering av bankfyllnad för höghastighetståg” will be scaled up through development & implementation of constitutive model for the ballast materials. Constitutive model established will allow incorporating ballast material parameters into ballast layer Finite Element (FE) simulations at large length & time-scales. The Discrete Element modelling approach developed under the “Modellering av bankfyllnad för höghastighetståg” allows coupling between ballast material parameters to performance and degradation, with a drawback though that high computational times associated with the DEM limit the possibilities for conducting analysis of larger structures as well as at longer time scales. In this project DEM will be used combined with triaxial testing to establish the constitutive model for FEM simulations. The intention is to provide a tool for both initial degradation prognosis of full-scale tests as well as (after the model callibration) for quantifying the influence of embankment parameters (heigt, material used etc.) on the accumulated deformation in the field. However, full-scale validation of the model would be a necessity before usage in the field
Item type: