Michael Greiner
Dynamic Amplification of the Displacements of Railway Embankments on Soft Soils caused by High-speed Trains
Partnerhochschule: Fachhochschule Lappeenranta, 2003
Referenten: Prof.
Lic. Tech. Matti Hakulinen
Prof. Dr.-Ing. Horst Werkle
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Reitmeier
The use of faster trains on railway lines has been established increasingly in recent years, and will continue into the future. An increase in operating speed also results in a rise of dynamic loading on the railway structure and the subgrade. When the train speed approaches the velocity of the Rayleigh surface waves, significant amplification of displacements do appear at the embankment. This effect, referred to as “high-speed train phenomenon”, is likely to happen at lines, which are crossing areas of soft organic soils.
Within the present work, Finnish peat and clay layers were investigated with the computer code FLAC2D. The aim is to analyse the conditions where dynamic amplification of displacements could possibly happen, and how they are influenced by different soil and embankment parameters. Qualitative results and different dependencies could be derived from the computations.
Zusammenfassung
In den letzten Jahren hat sich der Einsatz von schnelleren Zügen auf Eisenbahnstrecken zunehmend etabliert und wird sich in Zukunft noch verstärken. Eine Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit führt auch zu höheren dynamischen Beanspruchungen im Bahnkörper und im Untergrund. Wenn die Zuggeschwindigkeit die Geschwindigkeit der Rayleigh Oberflächenwellen erreicht, stellen sich erhebliche Vergrößerungen der Verschiebungen im Bahndamm ein. Dieser Effekt wird als „High-speed train Phänomen“ bezeichnet und kann an Bahnlinien auftreten, die über weiche organische Böden führen.
In der vorliegenden Arbeit wurde das Computerprogramm FLAC2D eingesetzt um problematische Torf- und Tonschichten in Finnland zu untersuchen. Ziel ist es, zu klären, welche Bedingungen zu dynamischen Vergrößerungen der Verschiebungen führen können, und zu untersuchen wie sie durch verschiedene Boden- und Dammeigenschaften beeinflusst werden. Aus den Berechnungen konnten qualitative Ergebnisse und verschiedene Abhängigkeiten abgleitet werden.