Experimentelle Validierung von numerischen Modellen für Schottersetzung

Forschungszusammenarbeit der Allianz Fahrweg mit der Empa und der Southampton University

Das dynamische Verhalten von Schotter kann mit dem Einsatz der diskrete Elementmodelle (DEM) beschreiben werden, da diese Methode die Bewegungsabläufe und Interaktionen von Partikeln (Schotterstein) in Partikelgruppen (Schotter) durch die direkte Lösung der Impuls- und Drehimpulserhaltung im Zeitbereich betrachtet.

Untersuchungen beispielsweise durch [Omerovic et al., 2019] haben gezeigt, dass mit der DEM-Methode die Dynamik dieses granularen Mediums in hoher Genauigkeit und mit hoher Reproduzierbarkeit abgebildet werden kann. Allerdings sind die Anforderungen an die Rechenleistung und die benötigte Rechenzeit nach wie vor sehr hoch.

In diesem Projekt der Allianz Fahrweg in Zusammenarbeit mit der Abteilung Akustik an der Empa in Dübendorf und mit dem Institut für Geotechnik an der Southampton University entwickeln wir vereinfachte Modelle, um das Setzungsverhalten des Schotters korrekt abbilden zu können. Ausgangspunkt sind Ergebnisse aus einer DEM-Simulation. Diese Resultate werden experimentell validiert und anschliessend vereinfachte Modelle abgeleitet.

Die Resultate aus diesem Projekt erwarten wir im Frühling 2022

[Omerovic, S., Philipp, T., Auer, F., Die Anwendung der Diskrete-Elemente-Methode im Eisenbahnbau: Inverse Parameterbestimmung, Eisenbahntechnische Rundschau, 2019(6)]