埋置移动荷载作用下饱和成层地基—梁耦合系统动力响应分析

胡安峰　李怡君　付鹏　孙波　谢康和

摘要：针对地铁列车运行中引起的地表振动问题，研究了埋置移动荷载作用下饱和成层地基-梁耦合系统的动力响应。将地基土体采用Biot饱和多孔介质理论来模拟，将地下轨道结构简化为埋置无限长Euler-Bernoulli梁，埋置移动荷载作用在梁上。并采用传递透射矩阵法（TRM法）考虑地基的成层性。利用Fourier变换及逆变换，结合梁与土体间的力与位移连续条件，得到了地基在时间空间域内的动力响应解答。当饱和成层地基退化为均质黏弹性地基时，所得解与已有解能很好地吻合。最后，通过数值算例分析了梁的刚度、埋置深度及荷载移动速度、频率等因素对地表振动的影响。

关键词：埋置移动荷载；动力响应；地基-梁耦合系统；TRM法

中图分类号：TU435 文献标志码：A 文章编号1004-4523（2018）01-0140-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2018.01.017

引言

近年来，随着高速铁路和地铁等轨道交通的快速发展，列车运行引起的环境振动问题受到越来越多的关注。不少学者在该领域进行了深入的研究。Sneddon，Eason，Hung和Yang等首先将地基考虑为均质线弹性或黏弹性介质模型，对移动荷载作用下（黏）弹性地基的动力响应进行了理论求解。为考虑轨道结构的作用，Kenney首次研究了移动荷载作用下弹性梁及下卧弹性地基的稳态动力响应问题；chen和Huang将铁路系统简化为黏弹性地基上有限长和无限长的Timoshenko梁，研究了移动简谐荷载和非简谐荷载作用下Timoshenko梁的动力响应问题；Malli等研究了黏弹性地基上无限长Euler-Bernoulli梁在匀速移动点荷载作用下的动力响应问题。……