A numerical method for predicting settlements of high speed railway embankments after many train passages is presented in this report. This method is based on the finite element method as well as a material model that captures permanent deformation accumulation in unbound materials under cyclic loading. This results in a computationally efficient method that can predict permanent deformations of large structures and at large number of load cycles. The stresses due to a one passing train are calculated in a first step. These stresses are then used for evaluating permanent strains using an advanced material model that accounts for cyclic stresses due to passing trains, static stresses due to self-weight of the ballast material and the number of load cycles. In this work, this model was calibrated using a large tri-axial test dataset in the literature. In the calibration, a large loading rate dependency was seen onunbound materials permanent deformation performance resulting in that larger settlements are expected at higher trains velocities. Finally, the calculated permanent strains were transformed into permanent deformations and the predicted settlements were evaluated as how much the ballast permanently deform vertically beneath the rails. Embankments with two different heights were modelled and the rails were mounted to a concrete slab as well as to concrete sleepers. These different models where then loaded with three different axle load levels, 17,5 tonnes, 22.5 tonnes and 30 tonnes. Four different load frequencies were used in the evaluation of the permanent deformation which is pertinent to different train velocities.

En numerisk metod för att prediktera sättningar av järnvägsbankar för höghastighetståg efter många tågpassager presenteras i denna rapport. Denna metod baseras på finita elementmetoden samt en materialmodell som beräknar ackumulerad permanent deformation som funktion av antalet belastningscykler. Detta leder till en beräkningseffektiv metod som kan beräkna permanenta deformationer av stora strukturer efter många lastcykler.I ett första steg beräknas spänningarna i banvallen som uppkommer av en tågpassage. Dessa spänningar omvandlas sedan till permanenta töjningar med hjälp av en avancerad modell som tar hänsyn till de cykliska spänningarna på grund tågpassager, statiska spänningar på grund av bankens egen tyngd samt antalet belastningscykler. I detta arbete så kalibrerades denna modell mot ett stort treaxligt experimentellt arbete i litteraturen. Här sågs ett stort beroende i hur fort man belastade det obundna materialet vilket leder till att mycket större sättningar förväntas vid höga tåghastigheter än vid låga. Slutligen så omvandlas de beräknade permanenta töjningarna till permanenta deformationer och sättningarna beräknas som hur mycket ballasten sjunker under rälsen. Bankar där ballastlagret har två olika höjder modellerades där rälsen fastsätts i såväl spårplatta av betong samt slipers togs fram. Med dessa modeller undersöktes tre olika axellaster, 17.5 ton, 22.5 ton samt 30 ton. Fyra olika frekvenser på belastningen användes i beräkningen av de permanenta deformationerna vilket motsvarar olika tåghastigheter.