列车运行时由轨道不平顺引起的地基振动研究-岩土力学.pdf

第33 卷第2 期 岩 土 力 学 Vol.33 No.2 2012 年2 月 Rock and Soil Mechanics Feb. 2012 文章编号：1000－7598 (2012) 02 －0327 －09 列车运行时由轨道不平顺引起的地基振动研究 蔡袁强，王 玉，曹志刚，徐长节 （浙江大学 软弱土与环境土工教育部重点实验室，杭州 310027 ） 摘 要：采用半解析法研究了列车荷载作用下列车-轨道-饱和地基系统的耦合振动问题。研究模型共分为3 部分：车体简化 为一个多刚体系统，在车轮与钢轨之间引入线性 Hertizian 弹簧接触模型模拟轮轨动力相互作用、采用离散轨枕支撑的弹性 Euler 梁来模拟轨道系统、下卧土体采用多孔饱和半空间模型。列车荷载分为轴重和由轨道不平顺引起的轮轨动力相互作用 力。采用Fourier 变换分别求解各子系统的控制方程，并通过动力子结构法对各子系统进行耦合。土体在时域内的动力响应 通过快速Fourier 变换求得。在分析了轮轨动力相互作用力的基础上，研究了轮轨动力作用力和列车轴重作用下饱和地基的 动力响应，并分析了轨枕间距和土体渗透系数对饱和地基振动响应的影响。研究表明，轮轨动力作用力对地基远场振动有重 要贡献，同时枕木间距对轨道与地基振动响应有较大影响。 关 键 词：Biot 理论；列车荷载；轨道不平顺；动力响应 中图分类号：TU 47 文献标识码：A Study of ground vibration from trains caused by track irregularities CAI Yuan-qiang, WANG Yu, CAO Zhi-gang, XU Chang-jie (Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering of Ministry of Education, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) Abstract: The vibrations of vehicle-track-saturated ground coupling system subjected to moving train loads are investigated by a semi-analytical approach. The theoretical model is divided into three components: the vehicle is described as a multi-rigid-body sy