Frost susceptibility of subgrade soil beneath railway tracks: Case Study

M. Roustaei, M.T. Hendry, A. Roghani

In the proceedings of GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Cold Regions Geotechnology

ABSTRACT: Frost heave is a common issue for Canadian railway operators. Localized frost heave beneath the railway tracks can result in track geometry that may be hazardous to passing trains. A common method of ensuring the safe passage of trains is a reduction in train speed. These lower speeds cause delays and a reduction of capacity for rail traffic. This study monitored a location prone to the development of frost heave on VIA Rail track in Eastern Ontario. This paper presents: (1) the instrumentation installed at the study site; (2) the characterization of the frost susceptibility of the soils; and, (3) a thermal analysis conducted using TEMP/W. The thermal analysis includes a new thermal boundary condition to evaluate the effect of the amount of snowfall on the temperature regime of the ground. The experimental results, the modelled and measured frost penetration depth, and the recorded frost heave showed a significant susceptibility of the site to frost action.

RÉSUMÉ: Le soulèvement dû au gel est un problème courant pour les exploitants ferroviaires canadiens. Les soulèvements dû au gel localisés sous les voies de chemin de fer peuvent créer une géométrie de la voie qui peut être dangereuse pour les trains qui passent. Une méthode courante pour assurer la sécurité du passage des trains consiste à réduire la vitesse des trains. Ces faibles vitesses entraînent des retards et une réduction de la capacité du réseau ferroviaire. Cette étude a permis de surveiller un site sujet au développement du soulèvement dû au gel sur la voie VIA Rail dans l'est de l'Ontario. Ce dodes sols; et (3) une analyse thermique réalisée avec TEMP/W. L'analyse thermique inclut une nouvelle condition aux limites thermiques permettant d'évaluer l'effet de la quantité de neige sur le régime de température du sol. Les résultats expérimentaux, la profondeur de pénétration du gel modélisée et mesurée et le soulèvement enregistré dû au gel ont montré une sensibilité significative du site à l'action du gel.

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Cite this article:
M. Roustaei; M.T. Hendry; A. Roghani (2019) Frost susceptibility of subgrade soil beneath railway tracks: Case Study in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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