Railway cuttings and embankments: Experimental and numerical studies of ground vibration

Kouroussis, Georges; Connolly, David; Olivier, Bryan; Laghrouche, Omar; Costa, Pedro Alves

doi:10.1016/j.scitotenv.2016.03.016

Cited by 65 publications

(18 citation statements)

References 47 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…В роботі [20] запропоно-вано моделювання поширення хвиль в ґрунті залізничної колії в комп'ютерній системі PLAXIS (finite element method). В роботах [17,19] розглянуто вібрації в ґрунті та стійкість насипу залежно від профілю земляного полот-на. В роботі [11] обґрунтовано розрахункову методику визначення критичних значень хвиль Релея для залізничної колії.…”

Section: вступunclassified

The Basis of Mathematical Description for Wave Model of Stresses Propagation in Railway Track

Kurhan

2016

STP

View full text Add to dashboard Cite

Мета. В сучасних наукових дослідженнях неодноразово наводились практичні приклади виникнення динамічних ефектів роботи залізничної колії, які виходять за межі статичних розрахункових схем. Особли-вої актуальності такі питання набувають на ділянках, де швидкість руху поїздів наближається до швидко-стей розповсюдження хвиль у шарах підрейкової основи. Адекватним інструментом для вивчення таких пи-тань може бути застосування хвильової теорії поширення напружень. Метою цієї роботи є створення мате-матичного опису основних принципів хвильової моделі поширення напружень у залізничній колії, які мо-жуть бути використані як основа для практичних розробок відповідних розрахункових систем. Методика. Модель напружено-деформованого стану залізничної колії на основі хвильової теорії поширення напружень полягає в поєднанні рівнянь геометрії обрису частини простору системи, що залучена до взаємо-дії на дану мить часу, і рівнянь динамічної рівноваги її деформації. Розв'язання задачі базується на викорис-танні законів теорії пружності. Фронт хвилі описується рівняннями еліпсоїда. При визначенні зміни в часі положення поверхні еліпсоїда застосовується векторний підхід. Результати. Рівняння геометрії руху хвилі визначають обсяги речовини шарів підрейкової основи, які беруть участь у взаємодії на дану мить. Визна-чення динамічної рівноваги деформованого стану простору, обмеженого фронтом хвилі, дає змогу розраху-вати як самі напруження й деформації, так і їх зміну за час сприйняття навантаження. Таким чином, у роботі отримані математичні описи процесів, що мають місце при сприйнятті навантаження елементами залізничної колії при високих швидкостях руху. Наукова новизна. Набули подальший розвиток задачі мо-делювання взаємодії колії та рухомого складу, зокрема, з урахуванням динамічного прогину підрейкової основи. Вперше подані основи математичного опису хвильової моделі поширення напружень в залізничній колії, які можуть бути використані для виконання практичних розрахунків. Практична значимість. Отримані автором дані можуть бути використані для обґрунтування конструкції колії або встановлення відповідних значень допустимих швидкостей для впровадження руху поїздів із висо-кими швидкостями.Ключові слова: залізнична колія; взаємодія колії та рухомого складу; хвильова модель; високошвидкіс-ний рух; теорія пружності ВступЗбільшення значень швидкості руху поїздів є одним із напрямків розвитку залізничного транспорту України [7, 9,10]. Вирішення таких завдань вимагає не тільки відповідних техніч-них засобів, а й методично-розрахункових. Ба-гато моделей та методик, що використовуються для аналізу напружено-деформованого стану залізничної колії, базуються на допущеннях і гіпотезах, адекватних тільки для певних рівнів швидкості руху. Так межі застосовування має припущення щодо тотожності статичного і ди-намічного прогину колії (гіпотеза Н. П. Петро-ва), припущення щодо миттєвого залучення до взаємодії всіх шарів підрейкової основи тощо. При достатньо високих значеннях швидкості руху виникають ефекти, для опису яких потрі-бно враховувати динам...

show abstract

Section: вступunclassified

The Basis of Mathematical Description for Wave Model of Stresses Propagation in Railway Track

Kurhan

2016

STP

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Hazirbaba and and Tezcan 11 described a nonparametric approach for modeling and predicting nonstationary ground motions. Kouroussis et al [12][13][14][15] established a finite element (FE) model to recreate the complex ground topology, and developed a prediction model involving a compound vehicle/track/soil system to predict the free-field vibrations induced by running trains. Nielsen et al 16 developed a hybrid model for predicting ground-borne vibrations due to discrete wheel and rail irregularities.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Model for predicting the vibrations of historical timber buildings due to traffic loads and its experimental validation

Zhang

2019

Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control

View full text Add to dashboard Cite

This study established the transfer laws of vibration waves in a linear system under simple harmonic loading. Then, a method based on multipoint delivery in the frequency domain was proposed to predict the vibrations of historical timber buildings induced by traffic loads, in which the transfer function between two delivery points of different single frequencies is obtained. Finally, the vibration responses of the Feiyun pavilion induced by traffic loads were predicted and compared with experimental field test results. The results indicate that the predicted vibration responses and experimental field tests at the measurement point in the Feiyun pavilion correspond well in the concerned frequency bands and that the proposed prediction method can be used to predict the structural vibration responses under the influence of complex traffic loads.

show abstract

“…These include analytical models [1]- [3], semi-analytical models [4]- [9]. There are also numerical models: 2.5D models [10]- [15] and fully 3D models using finite element (FE) and possibly boundary element (BE) theories [16]- [22].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Non-Linear Soil Behavior on Freight vs Passenger Lines

Dong

Connolly

Laghrouche

et al. 2018

WIT Transactions on the Built Environment

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Upgrading existing passenger-only railway lines to carry freight traffic is becoming increasingly desirable. This is challenging because freight trains have larger axle loads and thus can have a negative effect on track longevity, particularly on ballasted lines supported by sub-optimal ground conditions. These additional loads can cause large subgrade strains resulting in non-linear behaviour, which should be considered before permitting freight vehicles on passenger routes. To do so requires the modelling of non-linear soil behaviour which is challenging. Therefore, this paper presents a solution in the form of an equivalent non-linear, thin layer element soil model, coupled to an analytical track model. The model has low computational demand and can adjust subgrade stiffness depending upon strain levels. Therefore, it is well suited to computing track response induced by freight trains. This paper validates the model and then uses it to compare the differences between the response of a ballasted line to freight and passenger vehicles.

show abstract

Railway cuttings and embankments: Experimental and numerical studies of ground vibration

Cited by 65 publications

References 47 publications

The Basis of Mathematical Description for Wave Model of Stresses Propagation in Railway Track

The Basis of Mathematical Description for Wave Model of Stresses Propagation in Railway Track

Model for predicting the vibrations of historical timber buildings due to traffic loads and its experimental validation

Non-Linear Soil Behavior on Freight vs Passenger Lines

Contact Info

Product

Resources

About