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Unterbau- und Untergrundbeanspruchung infolge Eisenbahnverkehrslasten sowie Langzeitverhalten von „gering tragfähigen" Böden


Project Details
Project duration: 04/199603/2000


Abstract
Auf großen Teilen des vorhandenen Streckennetzes der DB AG sind im Bahnkörper (Untergrund bzw. Damm) baubedingt gering tragfähige Böden vorhanden, die bei Belastungs- und/oder Fahrgeschwindigkeitserhöhungen zu einer erheblichen Verschlechterung der Gleislage beitragen. Dabei liegen über das Langzeitverhalten dieser Böden unter der geschwindigkeitsabhängigen Eisenbahnlast nur wenige Kenntnisse vor. In dem Forschungsvorhaben wurde auf der Grundlage von gemessenen Beanspruchungsgrößen im Untergrund das Langzeitverhalten üblicher in Bahnkörpern vorhandener gering tragfähiger Böden experimentell und theoretisch untersucht. Im ersten Bearbeitungsschritt wurden umfangreiche in-situ Messungen bzgl. Eisenbahn-spezifischer Unterbau- und Untergrundbeanspruchungen ausgewertet. Darauf aufbauend wurde ein fahrgeschwindigkeitsabhängiges Beanspruchungsdiagramm abgeleitet. Dies dient als Eingangswerte für experimentelle Untersuchung im Labor. Anhand eines zyklischen Dreiaxialgerätes wurden systematische Versuche an einem wassergesättigten Ton unter teilweise dränierter Entwässerungsbedingung durchgeführt. Mit Hilfe der Versuchsergebnisse sowie der Erkenntnisse aus der Literatur wurde ein vereinfachtes quasi-statisches Stoffgesetz zur Erfassung der Langzeitverformung von „gering tragfähigen", bindigen Böden abgeleitet (erster Entwurf). Dieses Modell basiert auf der elastisch-viskoplastischen Theorie. Damit können die zwei bekannten Phänomene von Böden unter zyklischer Beanspruchung, nämlich shakedown und schrittweises Versagen, in einem Modell berücksichtigt werden. Inzwischen ist das Stoffgesetz in ein Finite-Elemente-Modell implementiert worden. Mit diesem Rechenmodell soll eine quantitative Prognose zur Verformung des Eisenbahnuntergrundes in Abhängigkeit von der Zahl der Zugüberfahrt erreicht werden. Damit kann durch Para-meterstudien der Einfluß verschiedener Eingangsgrößen auf das Langzeitverhalten von Unter-bau/Untergrund in „gering tragfähigen" Böden sowie die Wirksamkeit von Verbesserungs- und Ertüchtigungsmaßnahmen untersucht werden.


Principal Investigator

Last updated on 2017-11-07 at 15:00