文档介绍：列车动荷载作用下土的动力特性分析[1].txt如果有来生,要做一棵树,站成永恒,没有悲伤的姿势。一半在土里安详,一半在风里飞扬,一半洒落阴凉,一半沐浴阳光,非常沉默非常骄傲,从不依靠从不寻找。天津城市建设学院学报第16 卷第1 期2010 年3 月
Journal of Tianjin Institute of Urban Construction Mar. 2010
收稿日期:2009-12-10;修订日期:2009-01-07
作者简介:李乂( —),男,天津人,中国纺织工业设计院工程师
土木工程
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列车动荷载作用下土的动力特性分析
李乂1,袁富强2
(1. 中国纺织工业设计院,北京100037;2. 中国地质大学,北京100083)
摘要:研究了列车动荷载对地基的振动效应,给出了Winkler 地基-Timoshenko 梁模型下梁的最
,分析了土单元体
的应力路径及地基土在动荷载作用下的软化和液化效应,结果表明:在列车运行过程中,动荷载引
起的动应力随时间发生变化,并与土单元体初始应力相叠加;列车的速度对水平剪应力zx τ与偏差
应力(σdz ..σdx) / 2 之间关系的影响较大.
关键词:动荷载;动力特性;应力路径;孔隙水压力
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006-6853( 2010) 01-0025-04
在大多数建筑工程中,地基土体的承载力验算、
变形验算及稳定验算均采用静荷载或等效静荷载作
的简化,一方面使工程计算简单,但另一方面却使得
,越来越
多的土木工程朝着大、高、深的方向发展,工程结构及
效应也更加明显,
下的土的动力特性进行分析.
1 列车荷载对地基振动效应的影响
列车运行会引起轨道和地基的振动,当列车速度
达到轨道地基系统的临界速度时,振动能量无法及时
消散,且与轨道和地基原有振动叠加从而形成振幅叠
,地基土中的
空隙水压力将增大,塑性变形不断累积,引起地基的
附加沉降会进一步产生,,上海一
号线的沉降监测资料表明,在地铁建成后未通车的两
年内,其主固结沉降和次固结沉降基本完成,但通车
后8 个月内沉降达到了3~6,cm,4 年内甚至达到了
14,,地基的附加
沉降是相当可观的[1].
当列车静止时,会在地基中产生静应力场;当列
车运动时,应力场也会一起运动,并在地基中产生应
力波,
应主要受到列车轴向荷载、轮轴间距和列车速度的影
响[1].另外一些因素亦可以增大上述应力场产生的振
动,如列车的不平稳性、轨道的不连续性以及支撑的
,一部分
是由移动荷载引起的轨道结构响应的低频振动( 0~
20,Hz) ,另一部分是由于轨道缺陷、枕木之间铁轨的
次变形、
于低频振动来说,高频振动在地基内衰减快、影响小,
的振动主要以瑞利波形式传播,并引起地基的振动,
而几何阻尼和材料阻尼是振动衰减的两个主要原因.
动荷载的特性主要包括振动形式、振动频率、振
,
包括轮轴荷载、瞬时冲击荷载、轨道不平顺及机车制
行相应的简化,列车可简化为以车厢为单位的一系列
移动荷载,设定钢轨处于弹性状态即可简化为弹性连
续梁或简支梁,地基土简化为各向均质的成层土[2].
在移动荷载作用下,轨道结构的位移和地基表面的反
力,可以通过单个移动荷载引起的轨道位移和地基表
地基-Timoshenko 梁
(T 梁) 模型得到列车荷载引起的梁总位移和地基表
面反力[1]分别为
1978 .
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