Estudio numérico del balasto ferroviario sometido a cizallamiento directo mediante el método de los elementos discretos

El balasto ferroviario es un material granular grueso que se utiliza para soportar las cargas de los trenes y proporcionar drenaje a las vías férreas. Este estudio presenta exploraciones numéricas del comportamiento mecánico de los agregados de balasto sometidos a ensayos de cizallamiento directo. Se utilizó el método de elementos discretos (DEM) para investigar las características microscópicas de los agregados de balasto durante el cizallamiento, teniendo en cuenta la distribución de los contactos, la rotación y el desplazamiento de las partículas. Al comprobar el ángulo de reposo de los agregados de balasto, se pudieron calibrar los parámetros del modelo de contacto DEM. Se prepararon cuatro especímenes y se sometieron a diferentes presiones normales. Los resultados muestran que el contacto entre las partículas de balasto se intensifica en términos de cantidad y magnitud a medida que aumenta la presión normal. Se aplicó un análisis de Fourier para investigar la anisotropía de la normal de contacto y las fuerzas de contacto de los agregados de balasto en diferentes fases de cizallamiento. Se investigaron los movimientos de rotación y traslación de las partículas de balasto, y esta investigación reveló que la rotación de las partículas aumentaba gradualmente a medida que se propagaba el cizallamiento. Se identificaron cuatro regiones en los agregados según el patrón de traslación de las partículas de balasto. Los resultados de esta investigación proporcionan un análisis en profundidad de las características microscópicas a escala de las partículas.

Autores: Hongyi, Zhao; Jing, Chen