Stabilisation of granular media and formation soil using geosynthetics with special reference to railway engineering

Abstract

Railway ballast breaks down and deteriorates progressively under train cyclic loading, and soft formation soil fails due to repetitive stress, leading to costly rail track maintenance. Using geosynthetics, track conditions can be improved and maintenance costs can be reduced. This paper addresses the potential use of geosynthetics for improving the deformation characteristics of rail ballast and formation soil. The prospective use of different types of geosynthetics was investigated using a large-scale prismoidal triaxial rig, and a plane strain finite element analysis (PLAXIS) of the rig was carried out to obtain the optimum location of geosynthetics in rail track substructure. A large-scale consolidometer was also employed to determine the effect of prefabricated vertical drains (PVDs) in optimising the accelerated primary consolidation of track soft formation. This paper also includes a section where recommendations are made on how to prepare the stability of rail tracks on surface formation soils considerably disturbed/remoulded by the Asian tsunami in Sri Lanka. The research findings reveal that geosynthetics have a good potential for resilient track construction and for reducing the cost of track maintenance. Le ballast d'infrastructure ferroviaire se fracture et se détériore progressivement sous le chargement cyclique des trains et le sol de formation molle se fracture en raison de la charge répétée. Ces dégradations sont à l'origine d'une maintenance coûteuse des voies ferrées. Les conditions de ces infrastructures peuvent s'améliorer et le coût de leur maintenance diminuer grâce à l'utilisation de la géosynthétique. Cet article illustre l'application potentielle de la géosynthétique pour l'amélioration des caractéristiques de déformation du ballast des voies ferroviaires et du sol de formation. L'utilisation prospective de différents types de géosynthétique est étudiée au moyen d'un montage triaxial prismoïde et une analyse en éléments finis en déformation plane (PLAXIS) du montage est réalisée pour obtenir l'emplacement optimal de la géosynthétique au niveau de la sous-structure de la voie ferrée. Un consolidomètre de grande échelle a également permis de déterminer le role des drains verticaux préfabriqués (DVP) dans l'optimisation de la consolidation primaire accélérée de la formation molle de la voie. L'article présente également une section comportant des recommandations sur les moyens de préparer la stabilité des voies ferrées sur le sols de formation en surface considérablement perturbés / remodelés par le tsunami asiatique qui a touché le Sri Lanka. Les résultats de ces travaux indiquent que la géosynthétique se révèle prometteuse en termes de construction de voies ferrées é lastiques et de réduction des coûts de maintenance des voies.