Härtill 6 uppsatser

Diss. (sammanfattning) Lund : Lunds universitet, 2022

Populärvetenskaplig sammanfattning: Vibrationerna bredvid ett järnvägsspår orsakas av krafterna som genereras av tåget på spåret. Dessa krafter består av en kvasi¬statisk del orsakad av tågets egenvikt, och en dynamisk del. De dynamiska krafterna orsakas av olika fenomen, t.ex. att rälsen inte är helt jämn och att markens styvhet varierar längs spåret. Vibrationerna som genereras vid spåret sprids genom den under- och omkringliggande marken som elastiska vågor av olika typer. Markens egenskaper påverkar vågutbredningen och har stor betydelse för vilka vibrationsnivåer som registreras bredvid spåret. För en byggnad bredvid spåret beror vibrationsnivåerna vidare på byggnadens utformning och material. I avhandlingen utvecklas beräkningsmodeller och modelleringsstrategier för att prediktera markvibrationer orsakade av spårbunden trafik. Olika numeriska tekniker för att beräkna vågutbredningen i marken har implementerats i datormodeller och använts för att studera olika fenomen, såsom vibrationerna på markytan och i en byggnad, till följd av ett förbipasserande tåg körandes på en ojämn räls. För höghastighetståg kan ett fenomen uppstå då tågets hastighet närmar sig vågutbredningshastigheten i den underliggande marken, som yttrar sig i kraftigt förhöjda vibrationsnivåer både i och jämte spåret. I avhandlingen används de utvecklade numeriska modellerna för att studera höghastighetsfenomenet och möjliga vibrationsreducerande åtgärder i form av jordförstärkningar.

The vibrations next to a railway track are caused by the forces exerted on the track by the passing train. These forces are the sum of a quasi¬static part due to the deadweight of the train, and a dynamic part. The dynamic part is caused by various phenomena resulting in time-dependent train–track interaction forces. The vibrations generated at the track propagate through the underlying and surrounding soil as elastic waves of various types. The mechanical properties of the soil strongly influence the wave propagation and the resulting vibrations registered by a receiver at some distance from the track. For a building structure next to the track, the vibrations inside the building furthermore depend on the mechanical and geometrical properties of the building’s structural elements. In the thesis, numerical models and modeling strategies for predicting ground-borne vibrations from railway tracks have been developed. Various techniques to calculate the wave propagation in the soil have been implemented and used for studying different phenomena, such as the vibrations at the soil surface and in a building next to the track, caused by a train running over an uneven rail. Furthermore, the mitigation of train-induced ground vibrations and so called “critical velocity” effects, i.e. high¬speed trains moving faster than the wave speed in the underlying soil, were studied. In addition, models developed in the thesis were utilized to compare the dynamic responses of a heavyweight concrete building and a lightweight wooden building, when excited by ground vibrations induced by a train moving over an uneven rail.