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

Transport per spoor is duurzaam en klimaatvriendelijk, maar trillingen blijven een zorg. Wij zullen onderzoeken of seismische metamaterialen tussen een spoorweg en gebouwen kunnen leiden tot efficiënte trillingsreductie. 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 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 belangrijke infrastructuur kunnen 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 numerieke analyse, een parameterstudie om de onderliggende fysische principes te verklaren, en een demonstratietest langsheen het HST spoor tussen Brussel en Keulen. Wij kijken na of een betere efficiëntie (breder frequentiebereik, groter volume grond, lagere constructiekost) kan worden bekomen dan met stijve schermen in de grond.