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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-08032024-103901
Document
Author
Full name
Luísa Mazzini Baby
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Avesani Neto, José Orlando (President)
Correia, Natália de Souza
Silva, Luiz Francisco Muniz da
Title in Portuguese
Avaliação do reforço com geocélula em pavimentos ferroviários usando software baseado no MEF e no MCF: uma análise paramétrica.
Keywords in Portuguese
Geocélula
Infraestrutura de transportes
Mecânica dos solos
Pavimento ferroviário
Abstract in Portuguese
O dimensionamento de pavimentos ferroviários foi por muito tempo marcado pelo empirismo, balizando-se na manutenção da via para melhora dos parâmetros de projeto gradativamente. Com o passar dos anos, observou-se um elevado desenvolvimento da superestrutura ferroviária principalmente devido ao aumento da velocidade e da capacidade de transporte do material rodante. Neste contexto, houve um direcionamento no ramo técnico-acadêmico para avaliar tecnologias de reforço do pavimento de sorte a melhorar seu desempenho e reduzir custos de manutenção. O reforço com geocélula tem sido largamente utilizado para melhorar os parâmetros de resistência e principalmente de deformabilidade de solos granulares. Neste trabalho, análises paramétricas foram desenvolvidas usando o software FERROVIA 3.0 variando-se a espessura da camada granular do pavimento, o módulo resiliente do subleito, a magnitude da carga de roda e o tipo do dormente da via férrea. Para todos os casos foram realizadas análises em condições reforçada e não reforçada de forma a se avaliar o benefício gerado pela inclusão da geocélula. Os resultados mostraram que, apesar das limitações do software, ele foi capaz de simular o reforço com geocélula usando uma camada com parâmetros elásticos equivalentes. Além disso, a análise paramétrica indicou que para todos os casos a inserção da geocélula resultou em menores deslocamentos verticais e menores tensões no topo do subleito, independente do caso avaliado. O benefício da geocélula é variável, sendo mais eficiente com o uso de dormentes de concreto, para pavimentos menos espessos e menores módulos de elasticidade do subleito.
Title in English
Evaluation of geocell-reinforced railway track using FEM and FLM-based software: a parametric analysis.
Keywords in English
Composite soil - geocell
Mechanistic-empirical pavement design method
Reinforced pavement
Abstract in English
Railway track design was for a long time characterized by empiricism, based on the maintenance of the track to gradually improve the design parameters. Over the years, there was a significant development of railway superstructure, resulting from the increase in speed and carrying capacity of the rolling stock. In this context, the technical-academic field started focusing on evaluating reinforcement technologies to improve the track performance and reduce maintenance costs. Geocell reinforcement has been widely applied to improve strength parameters but especially stiffness of unbound granular soils. In this study, parametric analyses were performed using FERROVIA 3.0 software, varying the granular lays thickness, the subgrade resilient modulus, the wheel load magnitude and the railway track sleeper material. For all cases, unreinforced and reinforced analyses were performed to assess the benefits of the geocell insertion. The results show that, despite the software limitations, it was capable to simulate the geocell reinforcement using a layer with equivalent elastic parameters. Moreover, the parametric analyses indicated that for all cases the geocell reinforcement resulted in lower vertical displacements values and lower stresses on subgrade top, regardless of the case evaluated. The benefit of the geocell is variable, being more effective combined with concrete sleepers, for thinner granular layers and weaker subgrades.
 
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Publishing Date
2024-03-14
 
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