The Mitigation of Train-Induced Ground Vibrations in Nearby Buildings

Abstract

The study of the ground-borne vibrations caused by high speed trains has received considerable attention in recent years, due to the effects of vibrations on historical buildings, in terms of structural damage, and on population, in terms of discomfort. The problem has become more significant with the increasing the speed and weight of trains, which results in heavier loads on the tracks. Therefore, a method to investigate the propagation of vibration waves in the soil and the possible mitigation solutions must be found. This paper aims to study the train-induced ground vibrations and the mitigation effects of barriers using a Finite Element Method (FEM) model. The results of the proposed project aims at assessing the effect of the barrier on the vibrations caused by the passing of high-speed trains and the following conclusions can be made: concrete seems to provide a consistent reduction in the vibrations. The proposed method can be successfully applied to a preliminary analysis of the influence of different types of barriers on the dynamic properties of vibration waves in the soil. Mitigazione delle vibrazioni ferroviarie in prossimità di edifici Lo studio della propagazione delle vibrazioni causate dai treni ad alta velocità è stato negli ultimi anni oggetto di particolare attenzione, a causa degli effetti che le vibrazioni possono avere sul patrimonio edilizio esistente, anche storico, in termini di danni strutturali e sulla popolazione, in termini di disagio. Il problema è diventato più significativo con l'aumento della velocità e del peso dei treni, che si traduce in carichi sempre più pesanti sulla sovrastruttura. Vi è, quindi, la necessità di trovare un metodo che consenta di studiare la propagazione delle onde vibrazionali nel suolo e i possibili interventi di mitigazione. Nel presente contributo saranno analizzati, utilizzando dei modelli agli elementi finiti, il fenomeno di propagazione delle vibrazioni nel terreno e gli effetti di mitigazione delle barriere. I risultati delle elaborazioni, pertanto, saranno finalizzati alla valutazione dell'incidenza della barriera sullo stato vibrazionale indotto dal passaggio di un treno ad alta velocità. Il metodo proposto può essere applicato per un'analisi preliminare dell'influenza di diversi tipi di barriere sulle proprietà dinamiche delle onde di vibrazione nel suolo e su come queste possono essere utilizzate nella mitigazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici particolarmente vulnerabili come quelli storici.

Keywords

• vibrazioni ferroviarie
• barriera
• modellazione
• elementi finiti