Proyectos Relacionados con la Ingeniería Ferroviaria
El Laboratorio de Geotecnia está desarrollando diferentes proyectos de investigación en el ámbito de la Ingeniería Ferroviaria a través de los contratos de I+D+i que tiene asignados. Complementa así la actividad que se realiza en el Cajón Ferroviario del CEDEX con modelos de vía a escala 1:1, la instrumentación en vía, la modelización numérica de secciones ferroviarias y los ensayos de laboratorio de los materiales que componen la infraestructura ferroviaria.
Las líneas de investigación que se están desarrollando son:
Estudio sobre la velocidad crítica en líneas ferroviarias
En los últimos años se ha constatado una tendencia al aumento de la velocidad comercial en las líneas ferroviarias de alta velocidad (hasta un máximo de 350 km/h). Como ejemplo, se pueden citar: (i) los proyectos de las líneas de alta velocidad en el Reino Unido (HS2) y en California (CHSTP), en los que la velocidad de diseño alcanza los 400 km/h; y (ii) la línea Haramain, ya en servicio, que une Medina con La Meca en Arabia Saudí, con trenes circulando a velocidades máximas de 320 km/h.
La consecución de velocidades tan elevadas como las citadas, así como la exigencia de que los viajes puedan realizarse en cortos períodos de tiempo, provoca que las líneas de alta velocidad tengan un trazado recto que hace que en numerosas ocasiones sea inevitable que atraviesen zonas de malas características geotécnicas.
En consecuencia, uno de los mayores retos a los que se enfrenta en la actualidad el sector ferroviario de alta velocidad es el denominado “problema de velocidad crítica”, siendo la velocidad crítica aquella velocidad de circulación del tren que produce un fenómeno similar a la resonancia en el medio subyacente, provocando una amplificación del movimiento vertical de los componentes de la vía y el suelo, que podría comprometer la estabilidad de la infraestructura y la seguridad de los pasajeros.
Movimientos verticales máximos y mínimos
Amplificación dinámica
Análisis del comportamiento mecánico del balasto de líneas ferroviarias
Con la finalidad de lograr un adecuado mantenimiento a largo plazo de las vías ferroviarias sobre balasto se requiere ahondar en el estudio de la medida de la degradación del balasto al estar éste sometido a las cargas dinámicas que suponen el paso continuo de distintos trenes a distintas velocidades.
Con dicho objetivo se va a cuantificar la resistencia al corte del balasto que se ve afectada por el desgaste de las partículas mediante ensayos estáticos de laboratorio gracias al equipamiento disponible en el LG-CEDEX.
Asimismo, la caracterización del comportamiento del balasto en vía tras el paso de trenes a altas velocidades (hasta 300 km/h, máxima velocidad comercial actual) se analiza mediante el estudio de los registros de movimientos y aceleraciones verticales, tanto en superficie (carril y traviesas), como en las propias piedras de balasto, obtenidos de instrumentación en vía real. Estos análisis se complementan con los datos obtenidos de los ensayos realizados en el Cajón Ferroviarios con modelos de secciones ferroviarias a escala 1:1 sometidos a velocidades de hasta 400 km/h.
Adicionalmente, la degradación del balasto se va a analizar a nivel de partículas mediante el estudio de la evolución de su micro-rugosidad y de sus parámetros morfológicos como la forma, angulosidad y redondez, entre otros.
Balasto inalterado, alterado y tras ciclos con Micro Deval