Effect of subgrade compressibility on the reinforcing performance of railroad geogrids: insights from finite element analysis

Desbrousses, R.L.E., Meguid, M.A.

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoCalgary 2022: 75th Canadian Geotechnical Conference

Session: W5

RÉSUMÉ: Les voies ferrées ballastées font l’objet de l’accumulation progressive de tassements différentiels causée en partie par le tassement progressif du ballast sous l’effet cyclique des efforts engendrés par le passage de trains. L’utilisation de géogrilles permet de renforcer les couches d’assise des chemins de fer afin de réduire leur tassement au fil du temps. L’efficacité de ces dernières dépend par ailleurs de la taille de leurs ouvertures, de l’endroit où elles sont placées ainsi que de la qualité de la plateforme. Cet article propose d’étudier l’impact de la qualité de la plateforme sur l’efficacité de géogrilles placées dans les couches d’assise de voie ferrées en présentant les résultats d’une étude paramétrique réalisée en modélisant des chemins de fer avec la méthode des éléments finis.

ABSTRACT: Ballasted railway embankments typically consist of a superstructure and a substructure. The superstructure is composed of the rails, fasteners, and ties and is supported by the substructure, which is a multi-layer system comprising of a ballast layer, a subballast layer, and a subgrade. Under repeated train loading, railroad ballast progressively settles and spreads laterally, leading to the development of differential settlement along the tracks. The behavior of a ballasted substructure can be improved by incorporating one or several geogrids in some of its strata to minimize settlement, prevent ballast lateral spreading, reduce ballast degradation, increase the substructure's bearing capacity, and reduce the magnitude of stresses transferred to the subgrade. The reinforcing action of a railroad geogrid is tied to the subgrade compressibility, its aperture size, and its depth of placement within the substructure. As such, this paper explores the influence of subgrade compressibility on the reinforcing performance of railroad geogrids by presenting the results of a parametric study conducted using finite element analysis.

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