列车行车荷载作用下富水弹性砂性地基动态响应.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2014／22(6)-1077-09DOI：10．13544／j．cnki．jeg．2014．06．010列车行车荷载作用下富水弹性砂性地基动态响应常世清①白海峰①叶剑红②张中俭③(①大连交通大学土木与安全工程学院大连116028)(②中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071)(③中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083)摘要由于轨道的不平整性，列车运行中会产生较大的激振荷载。该激振荷载使铁路路基和地基发生动态

2、响应。铁路路基过大的振动反应会对列车的通行安全不利，降低乘车的舒适性，而且会对铁路周边的建筑物带来不良振动，给周围居民带来噪音污染。所以研究和评估列车通过时铁路路基和地基的动态响应具有重要的实际意义。本文以Blot动态方程为控制方程，以有限元程序包FSSI—CAS2D为数值计算工具，在前人研究的基础上，进一步深入研究了铁路路基、富水砂性地基在列车行车动荷载作用下的动态响应问题。考虑铁路路基和地基中地下水面线以上部分的非饱和带的存在是本研究的一个特色之处。数值计算表明在列车行车激振荷载作用下，铁路路基一地基系

3、统发生强烈的动力响应，其中以低频的竖向响应为主；并且该响应存在衰减。非饱和带内的负孔隙水压力在列车激振荷载作用下不发生变化，而饱和带内孔隙压力发生振荡。本文所提供的研究方法、工具和计算案例可为铁路交通工程中评价列车通过的安全性、乘车的舒适性提供研究参考。关键词列车荷载铁路路基动态响应有限元计算FSSI—CAS2D中图分类号：TD741文献标识码：ADYNAMICRESPoNSEoFRAILWAYSANDYFoUNDATIoNUNDERTRAINRUNNINGLoADINGCHANGShiqing①BAIHa

4、ifeng①YEJianhong②ZHANGZhon~ian③((~)SchoolofCivilandSafetyEngineering，DalianJiaotongUniversity，Dalian116028)((~InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430071)(~SchoolofEngineeringandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences(Beijing)，Beij

5、ing100083)AbstractIntensivedynamicloadingisgeneratedwhenatrainisrunningonrailwayduetotheuneventrack．Accordingly，intensivedynamicresponseOccursintheroadbedandfoundationofrailway．Theexcessivevibrationresponseofroadbedandfoundationisharmfulforthesecu6tyofrunn

6、ingtrain，andalsowouldmakepassengersfeeluncomfortable．Furthermore，italsowouldbringharmfulvibrationtosurroundingbuildings，andnoisepollutiontopeoplelivingaround．Therefore，itispracticallymeaningfultoinvestigatethedynamicresponseofroadbedandfoundationofrailways

7、．ThispaperemploystheBiot’Sdynamicequationasthegoverningequation，andtakestheFEMpackageFSSI—CAS2Dasthenumericaltoo1．Thedynamicsofasandyfoundationwithground—waterundertrainrunningloadingiscomprehensivelyinvestigated．Theconsiderationoftheunsaturatedzoneinthefo

8、undationoverthestaticground-waterlineisaspecialpointinthisinvestigation．Thenumericalresultsindicatethatthe收稿日期：2013-10-21；收到修改稿日期：2014-03-10．第一作者简介：常世清(1984一)，男，硕士生，工程师，铁路工程地质、路基专业．Email：51406140@qq．(301／1107