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Randomly-fluctuating heterogeneous continuum model of a ballasted railway track

Authors :
Lucio de Abreu Correa
Régis Cottereau
Charles Voivret
Juan Carlos Quezada
Sofia Costa D’Aguiar
Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (MSSMat)
CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique
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SNCF : Innovation & Recherche
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Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Computational Mechanics, Computational Mechanics, Springer Verlag, 2017, 60 (5), pp.845-861. ⟨10.1007/s00466-017-1446-8⟩, Computational Mechanics, 2017, 60 (5), pp.845-861. ⟨10.1007/s00466-017-1446-8⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; This paper proposes a description of a granular medium as a stochastic heterogeneous continuum medium. The heterogeneity of the material properties field recreates the heterogeneous stress field in a granular medium. The stochastic approach means that only statistical information, easily available, is required to construct the model. The heterogeneous continuum model is calibrated with respect to discrete simulations of a set of railway ballast samples. As they are continuum-based, the equilibrium equations can be solved on a large scale using a parallel implementation of an explicit time discretization scheme for the Finite Element Method. Simulations representative of the influence on the environment of the passage of a train on a ballasted railway track clearly show the influence of the heterogeneity. These simulations seem to correlate well with previously unexplained overly damped measurements in the free field.

Details

Language :
English
ISSN :
01787675 and 14320924
Database :
OpenAIRE
Journal :
Computational Mechanics, Computational Mechanics, Springer Verlag, 2017, 60 (5), pp.845-861. ⟨10.1007/s00466-017-1446-8⟩, Computational Mechanics, 2017, 60 (5), pp.845-861. ⟨10.1007/s00466-017-1446-8⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....506218dd8eb181de75e0ab130c4ca7dc