Reductie van trillingen ten gevolge van treinverkeer met behulp van seismische metamaterialen

Transport per spoor is duurzaam en klimaatvriendelijk, maar trillingen blijven een bezorgdheid. Wij zullen onderzoeken of seismische metamaterialen tussen een spoorweg en gebouwen kunnen leiden tot een efficiente reductie van de gegenereerde trillingen. Seismische metamaterialen zijn artificiele composietmaterialen die uit een opeenvolging van cellen bestaan en aan het oppervlak of in de bodem worden geplaatst; voorbeelden zijn getunede resonatoren en bomen. Oppervlaktegolven met grote golflengte interageren met deze resonatoren, waardoor in bepaalde frequentiebanden voortplanting wordt verhinderd of omzetting plaatsvindt in schuifgolven die zich in de diepte voortplanten. Bij hogere frequenties kan structurele periodiciteit ook tot afname leiden. Recent onderzoek heeft aangetoond dat seismische metamaterialen kunnen worden gebruikt om belangrijke infrastructuur te beschermen tegen aardbevingen. Wij zullen onderzoeken of seismische metamaterialen ook kunnen worden gebruikt om trillingen ten gevolge van treinverkeer te reduceren, rekening houdend met breedbandige excitatie, bewegende aslasten, en een gelaagde ondergrond. Dit zal gebeuren aan de hand van 3D numerieke analyse en een parameterstudie om de onderliggende fysische principes en determinerende parameters te bepalen. Er wordt een betere efficientie (breder frequentiebereik en ruimtelijk gebied, lagere constructiekost) verwacht dan kan worden bekomen met stijve barrieres in de grond.