Análise numérica da alteração do estado de tensão geomecânico induzida pelo tráfego ferroviário

Abstract

No presente artigo apresenta‐se um estudo numérico sobre a evolução do estado de tensão geomecânico induzido pela passagem de tráfego ferroviário. O modelo numérico proposto é baseado na formulação 2,5D apoiada no MEF‐PML, permitindo a consideração da interação do sistema composto pelo comboio, via‐férrea e maciço de fundação. Para o caso de estudo proposto, as alterações do estado de tensão são sistematizadas sob a forma de trajetórias de tensão. Perante os resultados alcançados é possível reconhecer a grande influência da velocidade de circulação do comboio e da presença de irregularidades na via no comportamento da via‐férrea. Tirando partido dos conhecimentos adquiridos com a realização dos estudos paramétricos referidos, verifica‐se a adequabilidade de um ensaio laboratorial –ensaio torsional com cilindro vazado– na simulação das complexas trajetórias de tensão induzidas no solo de fundação pela passagem do tráfego ferroviário. Os resultados obtidos permitem perspetivar a simulação em laboratório dessa ação, através de um carregamento cíclico, com o objetivo de estudar a acumulação de dano nas amostras.

In this paper, a numerical study of the geomechanical stress state evolution induced by the railway traffic is presented. The numerical model is based on a 2.5D formulation with the ability to account for the dynamic train‐track interaction. For the case study, the stress state evolution is systematized in the form of stress paths. The results obtained allow to recognize the great influence of the train speed and the presence of irregularities in the track for the behavior of the railway track. Based on the knowledge acquired during the implementation of previous parametric studies, the adequacy of the hollow cylinder torsional test to simulate the complex stress paths induced in the ground of the traffic railway is evaluated. The results obtained allow to put in perspective the simulation of these loads in laboratory, with the aim of studying the damage accumulation in the specimens.