移動(dòng)荷載下飽和地基的動(dòng)力有限單元法.pdf

1、移動(dòng)荷載作用下飽和地基的動(dòng)力響應(yīng)一直是工程界及學(xué)術(shù)界都亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。 近年來(lái)高速列車已在我國(guó)部分地區(qū)運(yùn)行，各地也在積極修建高速城際鐵路，列車運(yùn)行速度將越來(lái)越快。我國(guó)即將和已經(jīng)建造高速鐵路的東南沿海地區(qū)存在著大量表面波傳播速度較小的地基，高速列車的車速有可能接近這些地基的表面波速，當(dāng)接近瑞利波波速時(shí)節(jié)點(diǎn)位移將是靜止時(shí)的幾倍，在荷載速度跨越瑞利波波速時(shí)節(jié)點(diǎn)位移有劇烈的改變。當(dāng)荷載速度超過(guò)剪切波速和壓縮波速時(shí)，位移形狀也會(huì)出現(xiàn)一

2、定的改變。這些極有可能對(duì)鐵路沿線的建筑物造成結(jié)構(gòu)上的破壞。 顯然，研究飽和地基在運(yùn)動(dòng)荷載下的動(dòng)力響應(yīng)對(duì)于保證高速列車的安全運(yùn)行具有重要的工程意義；同時(shí)，對(duì)高速列車荷載在地基中產(chǎn)生的響應(yīng)進(jìn)行分析，可以對(duì)周邊環(huán)境作振動(dòng)評(píng)估，以此改善鐵路沿線眾多高科技工廠的生產(chǎn)條件和周圍居民的生活條件。 本論文研究的是移動(dòng)簡(jiǎn)諧荷載作用下飽和地基的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題，應(yīng)用擬靜力有限元分析，將飽和地基的動(dòng)力問(wèn)題轉(zhuǎn)換成擬靜力的情況，綜合考慮列車頻率對(duì)動(dòng)力

3、響應(yīng)的影響，更符合實(shí)際情況，在國(guó)內(nèi)外研究中，對(duì)此問(wèn)題的研究較少；而且此研究課題易于退化到靜載下的各種情況，綜合性較強(qiáng)，因而具有很強(qiáng)的工程意義和理論意義。 本文完成的主要工作如下： 1．推導(dǎo)Biot動(dòng)力基本方程，通過(guò)加權(quán)殘數(shù)法推導(dǎo)有限單元方程，應(yīng)用擬靜力有限元方法計(jì)算地基各點(diǎn)的位移與應(yīng)力。 2．對(duì)單層飽和地基在移動(dòng)荷載作用下的響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，在速度未超過(guò)剪切波速時(shí)通過(guò)與Eason[3]計(jì)算曲線相對(duì)比驗(yàn)證了集中移動(dòng)荷載