Dynamic amplification of deformations in railways due to high-speed traffic on soft ground
Authors
Holm, Søren ; Riis, Andreas Elkjær
Term
4. term
Education
Publication year
2014
Submitted on
2014-06-10
Pages
48
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan højhastighedstog på blød bund kan forstærke vibrationer og derved øge deformationer i jernbanekonstruktionen, særligt når togshastigheden nærmer sig jordens karakteristiske bølgehastigheder. Baggrunden er planlagte opgraderinger af danske baner til højere hastigheder og de medfølgende bekymringer om driftsikkerhed, nedbrydning af dæmning og undergrund samt træthed i skinner. Forskningsspørgsmålet er at forstå og kvantificere den dynamiske forstærkning og at identificere, hvilke parametre der styrer fænomenet. Da eksperimentelle undersøgelser er vanskelige og omkostningstunge, udvikles en numerisk model, der balancerer enkelhed og regnetid med evnen til at beskrive bølgeudbredelse i jord og de vigtigste dynamiske effekter. Projektet er todelt: Først opstilles og begrundes modelkonfigurationen og nødvendige inputdata; derefter gennemføres et parameterstudie for at vurdere, hvor følsom forudsigelserne er over for centrale input og dermed hvilket datagrundlag der er påkrævet for pålidelige beregninger. Arbejdet baseres på numeriske simuleringer og omfatter en gennemgang af de overordnede beregningstrin. Konkrete resultater er ikke præsenteret i det foreliggende afsnit, men målet er at give et solidt grundlag for at vurdere højhastighedsdrift på blød bund og for at prioritere bestemmelsen af de mest indflydelsesrige parametre.
This thesis examines how high-speed trains running on soft ground can amplify vibrations and thereby increase deformations in railway infrastructure, particularly when train speed approaches the soil’s characteristic wave speeds. The context is upcoming upgrades of Danish railway lines to higher operating speeds and associated concerns about operational safety, embankment and subsoil degradation, and rail fatigue. The research question is to understand and quantify this dynamic amplification and to identify the parameters that govern it. Because experimental investigations are difficult and costly, a numerical model is developed that balances simplicity and computational efficiency with the ability to represent wave propagation in the ground and key dynamic effects. The project has two parts: first, establishing and justifying the model configuration and required inputs; second, conducting a parametric study to evaluate prediction sensitivity to key inputs and, in turn, the data needs for reliable analysis. The work is based on numerical simulations and outlines the main steps of the computational procedure. Specific numerical results are not presented in the provided section, but the aim is to provide a sound basis for assessing high-speed operation on soft subsoil and prioritizing determination of the most influential parameters.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Documents