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

Authors

  • Gilles Saussine Laboratoire de Mécanique et Génie Civil, UMR5508, Université Montpellier 2 - cc48, place Eugène Bataillon, F–34095 Montpellier cedex 5
  • Catherine Cholet Laboratoire de Mécanique et Génie Civil, UMR5508, Université Montpellier 2 - cc48, place Eugène Bataillon, F–34095 Montpellier cedex 5
  • Frédéric Dubois Laboratoire de Mécanique et Génie Civil, UMR5508, Université Montpellier 2 - cc48, place Eugène Bataillon, F–34095 Montpellier cedex 5
  • Claude Bohatier SNCF, Direction de la Recherche et de la Technologie Unité du système ferroviaire et confort 45, rue de Londres, F–75379 Paris Cedex 08

Keywords:

cyclic loading, railway ballast, DEM

Abstract

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.

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References

[ALA 88] ALART P., CURNIER A., « A generalized Newton method for contact problems with

friction », Journal de mécanique théorique et appliquée, vol. supplément, no 1-7, 1988,

p. 67-82.

[ALI 84] ALIAS J., La voie ferrée, Eyrolles, 1984.

[ALL 87] ALLEN M., TILDESLEY D., Computer simulation of liquids, Oxford Science Publications,

[BOD 01] BODIN V., « Comportement du ballast des voies ferrées soumises à un chargement

vertical et latéral », Thèse, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 2001.

[BRO 02] BROGLIATO B., TEN DAM A., PAOLI L., GÉNOT F., ABADIE M., « Numerical

simulation of finite dimensional multibody nonsmooth mechanicals systems », Applied

Mechanics Reviews, vol. 55, no 2, 2002, p. 107-150.

[CAM 01] CAMBOU B., JEAN M., Micromécanique des matériaux granulaires, Hermes

Sciences, 2001.

[CHO 03] CHOLET C., SAUSSINE G., GAUTIER P., DUBOIS F., BOHATIER C., COMBE G.,

SAB K., « Application of discrete element methods to the modelling of ballasted track »,

World Congress on Railway Research (WCRR), 2003.

[CHO 04] CHOLET C., SAUSSINE G., GAUTIER P., CLÉON L., « Milieux granulaires et voies

ballastées », Colloque JJM, 2004.

[CUN 79] CUNDALL P., STRACK O., « A discrete numerical model for granular assemblies »,

Geotechnique, vol. 29, no 1, 1979, p. 47-65.

[DUB 03] DUBOIS F., JEAN M., « LMGC90 une plateforme de développement dédiée à la

modélisation de problèmes d’interaction », POTIER-FERRY M., BONNET M., BIGNONNET

A., Eds., 6e colloque national en calcul des structures, Imprimerie de l’école polytechnique,

, p. 111-118.

[JEA 92] JEAN M., MOREAU J., « Unilaterality and dry friction in the dynamics of rigid bodies

collection », CURNIER A., Ed., Contact Mechanics International Symposium, Presses

Polytechniques et Universitaires Romanes, 1992, p. 31-48.

[JEA 93] JEAN M., « Simulation numérique des problèmes de contact avec frottement », Matériaux

et techniques, vol. 1-3, 1993.

[JEA 99] JEAN M., « The non smooth contact dynamics method », Computer methods in

applied mechanics and engineering, vol. 177, 1999, p. 235-257.

[LAN 00] LANIER J., JEAN M., « Experiments and numerical simulations with 2D disks assembly

», Powder Technology, vol. 109, 2000, p. 206-221.

[MOR 03] MOREAU J., « An introduction to unilateral dynamics », FRÉMOND M., MACERI

F., Eds., Novel Approaches in Civil Engineering, vol. 14, Lecture notes in applied and

computational mechanics, 2003, p. 1-46.

[REN 04] RENOUF M., ALART P., « Solveurs parallèles pour la simulation de systèmes multicontacts

», Revue européenne des éléments finis, vol. 13, no 5-6-7, 2004, p. 691-702.

[SAU 04a] SAUSSINE G., « Etude du comportement dynamique du ballast par une approche

éléments discrets 3D », Thèse, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Montpellier,

[SAU 04b] SAUSSINE G., CHOLET C., GAUTIER P., DUBOIS F., BOHATIER C., MOREAU

J., « Modelling ballast under cyclic loading using discret element method », Proc. Cyclic

Behaviour of Soils and Liquefaction Phenomena, April 2004.

[SAU té] SAUSSINE G., DUBOIS F., BOHATIER C., CHOLET C., GAUTIER P., MOREAU J.,

« Modelling ballast behaviour under dynamic loading, part 1 : a 2D polygonal discrete

element method approach », Computer methods in applied mechanics and engineering, ,

accepté.

[VOL 98] VOLA D., PRATT E., JEAN M., RAOUS M., « Consistent time discretization for a

dynamical frictional contact problem and complementarity techniques », Revue Européenne

des éléments finis, vol. 7, no 1-2-3, 1998, p. 149-162.

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Published

2004-06-11

How to Cite

Saussine, G. ., Cholet, C. ., Dubois, F. ., & Bohatier, C. . (2004). Modélisation du comportement du ballast par une méthode d’éléments discrets. European Journal of Computational Mechanics, 13(5-7), 725–736. Retrieved from https://journals.riverpublishers.com/index.php/EJCM/article/view/2337

Issue

Section

Review Article