National Transport Library Research Database

Uppumpning av vatten från jord under bankar (Pumping of water from subsoil under embankments)

  • Laue, Jan
  • Luleå tekniska universitet, Universitet eller högskola, 202100-2841
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2020-02-15 -- 2023-02-15 Registration number:
  • Trafikverket 2020/32202
Subject(s): Abstract: Syftet med denna studie är att analysera fenomenet när vatten pumpar upp ur mjuka jordar. Fenomenet uppstår oftast i de mjuka jordförhållandena i norra Sverige när malmtågen orsakar en ökning av porvattentrycket, vilket efter flera vagnpassager leder till utbrott av små sandvulkaner. I sin tur orsaker vulkanerna materialförlust i undergrunden och ökade sättningar i banken. Rälsen beter sig mjukare under en passage p.g.a. minskad styvhet och portrycksökningen, vilket leder till större amplituder av systemets deformationer under en passage. Vad gäller laster påverkas fenomenet av tågets vikt och hastighet. Sett till jordens egenskaper är permeabilitet och dräneringsförhållandena de stora faktorerna. I en förstudie, med en kombinerad vattenströmnings- och deformationsanalys, kunde det ses att omgivningen kring banken ackumulerade porvattentryck, som en följd av ett specifikt antal lastcykler, tills dess att jorden betedde sig odränerat. Baserat på det kommer en mer detaljerad analys att göras, där dräneringsförhållandena samt jordens verkliga beteende under cykliska laster kommer att tas i beaktning. En ordentlig förståelse för de aktiva mekanismerna kommer möjliggöra en motverkan av materialförlusten p.g.a. jordvulkaner och möjliggöra utvecklingen av motåtgärder. Motåtgärderna kan såväl utgöra aktiva delar av konstruktionen som att optimera tågens hastighet.Abstract: The aim of this study is to analyse the phenomena of pumping of water in soft soils under an embankment. This phenomena is seen mostly on the soft ground conditions in northern Sweden while the ore trains are causing pore water pressure to increase, leading after several cars to an eruption through small sand volcanos. The sand volcanos causing a material loss from the soil underneath the embankment. Thus this leads to an increase of deformation of the embankment. During passing the track behaves softer due to reduction of stiffness and the increase in pore pressures leading to higher amplitudes of the systems deformation during passing. The phenomena is influenced on the loading part by the weight of the trains as well as their speed. At the subsoil level, permeability and drainage conditions are the mayor contributions. In a prestudy conducted with a fully coupled numerical analyses, it could be seen that the soil in the surrounding of the embankment accumulates pore pressures leading after a certain amount of load cycles to situations where the soil behaves undrained. Based on this, a more detailed analyses will be conducted taking, drainage conditions as well as the real soil behaviour under cyclic loading into account. Understanding the acting mechanism properly will allow to provide measures to counteract the material loss due to soil vulcanoes and allow the development of countermeasures. The countermeasures might be active construction parts but also optimising the velocity and arrangements of the trains.
Item type: