Modélisation du comportement du ballast par une méthode d'éléments discrets

Abstract

Depuis les débuts du ferroviaire, les voies ballastées sont très largement employées en raison de leur flexibilité à la fois pour la construction et la maintenance mais également pour leur capacité à répondre aux exigences mécaniques fixées par le transport de lourdes charges sur une grande distance. Il est capital pour la SNCF de conserver une bonne qualité de voie pour assurer le confort et la sécurité des circulations. Dans ce contexte, il est nécessaire de mieux comprendre le fonctionnement interne de la voie et des mécanismes qui conduisent à plus ou moins long terme à l'apparition des défauts de voie. Les approches granulaires présentant une alternative intéressante pour étudier les phénomènes liés à la microstructure du ballast, nous exposons une approche par éléments discrets modélisant le ballast par des polygones et des polyèdres convexes.

Ballast is widely employed for the construction of railway track because of its mechanical properties and its flexibility from the points of views of construction and maintenance. It is an important stake for the SNCF to preserve the quality of railway track and to ensure the safety of circulation in good conditions of comfort. To improve the effectiveness of the maintenance operations and to optimize their cost, it is necessary to understand the mechanical behaviour of ballast and identify the factors inducing the appearance of defects. Discrete element method (DEM) presents an interesting alternative in order to model geometrical discontinuities of material and to take into account the grain rearrangements. We present a discret element approach modelling ballast grains by convex polygons or polyedra.

Keywords:

• chargement cyclique
• ballast
• DEM

Keywords:

• cyclic loading
• railway ballast
• DEM