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土的动力特征参数土的动力特征参数2010-04-1809:399.5.1土的主要动力特征参数在实际应用中需要用某种数学的或物理的模型来描述土在动荷载作用下应力应变关系，这就是动力特征参数。
土的动力特征参数一般分为两类。
一类是与土的抗震稳定性直接有关的参数，如动强度、液化特性、震陷性质等;另一类是土作为地震波传播介质时表现出来的性质，也就是土层动力反应分析中使用的参数，如剪切波速、动模量(动弹性模量或动剪切模量)、阻尼特性(阻尼比或衰减系数)、振动条件下的体积模量和泊松比等。
其中动剪切模量和阻尼比是表征土的动力特征的两个很重要的参数。
1.土的动剪切模量动剪切模量Gd是指产生单位动剪应变时所需要的动剪应力，即动剪应力与动剪应变之比值，按下式计算:(9-5)动剪切模量Gd可由滞回曲线顶点与原点的直线的斜率表示。
由骨架曲线可知,随着或的增大，Gd越来越小，即土的动剪切模量随着动应力或动应变的增大而减小。
2.土的阻尼比土的阻尼比是指阻尼系数与临界阻尼系数的比值。
阻尼比是衡量吸收振动能量的尺度。
土体作为一个振动体系，其质点在运动过程中由于粘滞摩擦作用而有一定能量的损失，这种现象称为阻尼，也称粘滞阻尼。
在自由振动中，阻尼表现为质点的振幅随振次而逐渐衰减。
在强迫振动中，则表现为应变滞后于应力而形成滞回圈。
由物理学可知，非弹性体对振动波的传播有阻尼作用，这种阻尼力作用与振动的速度成正比关系，比例系数即为阻尼系数，使非弹性体产生振动过渡到不产生振动时的阻尼系数，称为临界阻尼系数。
地基或土工结构物振动时，阻尼有两类，一类是逸散阻尼，由于土体中积蓄的振动能量以表面波或体波(包含剪切波和压缩波)向四周和下方扩散而产生的;另一类是材料阻尼,由于土粒间摩擦和孔隙中水与气体的粘滞性引起。
在用有限元分析地震影响时,由于已经考虑了振动能量的扩散,故仅采用材料阻尼。
无粘性土的阻尼比受有效应力的影响明显,粘性土的阻尼比随着塑性指数的增加而降低，随着时间增长而降低。
高速列车动力学特性分析随着科学技术的不断发展，高速列车已经成为了人们出行时的首选工具之一。
高速列车的运行速度达到了每小时300公里以上，不仅在速度方面有了质的飞跃，同时在安全、舒适、环保等方面都有了极大的提升。
在高速列车的研究和发展中，动力学特性是一个非常重要的研究方向。
本文将从高速列车的动力学特性角度出发，进行分析。
一、高速列车动力学特性概述高速列车的动力学特性是指车体的运动规律和受力特征。
以CRH2型列车为例，它的最高运行速度可达到每小时350公里，其动力装置使用的是中置式传动方法，采用了交流传动，电力传动的控制方式，整个系统是由Bogie、车辆等组成的复杂动力学系统。
在高速列车的运行过程中，其运动和受力特征不仅会影响车身的行驶，还会影响到动力系统的控制和调节。
因此，研究高速列车的动力学特性，不仅可以为改善列车运行性能提供理论支持，还可以为高速列车设计和制造提供重要的参考依据。
二、高速列车的动力系统高速列车的动力系统包括机车、电机、减速器、传动装置、控制电路等多个部分。
机车是整个动力系统的核心部分，通过机车将电信号转化为电动力和机械动力，然后在传动和减速器的作用下将动力传递给车轮。
传动装置是将机车输出的动力传递到轴上的装置，高速列车的传动装置采用的是齿轮传动和链传动等方式。
高速列车动力系统中的控制电路也是至关重要的一部分，控制电路通过将控制信号转化成电磁场，在电机中产生转矩，从而实现高速列车的动力传递。
三、高速列车的动力学特性分析1.运动规律分析高速列车的运动规律是指列车在运行过程中的运动方向、速度、加速度以及运动轨迹等方面的特征。
高速列车在直线运动时具有持续匀速或者变速的特性，而在转弯运动时则会受到侧向力的影响，需要通过车轮与轨道的摩擦力来抵消这种侧向力。
在高速列车的制动过程中，车轮与轨道的相互作用也会对列车的制动距离和制动效果产生决定性影响。
2.受力特征分析高速列车受力特征是指列车在运行过程中所受到的力的性质和大小，主要包括铁路路面、风阻、摩擦、重心偏移等因素。
地铁列车移动荷载作用下饱和软黏土地基动力响应及长期累积
变形
周捡平;陈页开;匡月青;许俊豪
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2018(18)22
【摘要】为了研究地铁列车荷载反复作用下饱和软黏土地基的动力响应和长期累积变形,通过进行室内固结不排水动三轴试验,得到了地基累计变形计算参数,并建立了车辆-轨道相互作用动力学模型,对列车反复荷载作用下软土地基的动力响应和累积塑性变形进行研究。
研究结果表明:土体中的累积塑性应变随深度逐渐减小,同样的深度位置,累积塑性应变随荷载作用次数增加而增加;在车辆荷载作用的早期,累积变形的增长速率最大,随着荷载次数的增加,累积变形的增长速率逐渐减小,且累积变形曲线有明显的拐点。
【总页数】7页(P137-143)
【关键词】列车荷载;室内循环三轴试验;轮轨力;塑性累积变形
【作者】周捡平;陈页开;匡月青;许俊豪
【作者单位】华南理工大学土木与交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】U213.1
【相关文献】
1.地铁振动荷载作用下隧道周围饱和软黏土动力响应研究 [J], 张曦;唐益群;周念清;王建秀;赵书凯
2.列车移动荷载下饱和软黏土地基的长期沉降计算 [J], 陶明安;沈扬;王鑫;王保光;杜文汉
3.地铁荷载下饱和软黏土累积变形特性 [J], 闫春岭;唐益群;刘莎
4.长期反复荷载作用下软黏土地基的变形特性 [J], 师旭超; 孙运德; 士贺飞
5.运营期地铁列车振动下软黏土的动力响应及变形研究 [J], 袁庆利
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高速列车荷载作用下路基的动力分析的开题报告一、研究背景高速列车的发展和技术的提升使其行驶速度越来越快，荷载也越来越大，这对路基和土壤的稳定性提出了更高的要求。
因此，研究高速列车荷载作用下路基的动力分析是十分必要和重要的。
二、研究内容本文将围绕以下几个方面展开研究：1. 高速列车对路基荷载作用的分析。
2. 动力学理论与应用，分析荷载对土壤的影响。
3. 研究路基结构与土壤的动力特性。
4. 使用现有计算方法探究高速列车荷载下路基的变形和应力状态。
三、研究意义通过研究高速列车荷载作用下路基的动力分析，能够得出以下结论和成果：1. 对于高速列车运行路段的路基设计和改造提供理论依据和参考。
2. 为土木工程师和设计人员提供有关动力学与土壤相互作用的研究成果。
3. 为相关部门提供高速列车路段管控和维护的参考标准。
四、研究方法本文将使用分析和实验相结合的方法进行研究，主要包括：1. 路基与土壤特性的采样和试验分析：包括物理性质、力学特性和动力学特性等。
2. 高速列车荷载下路基的数值模拟及分析：采用现有的ANSYS、ABAQUS等有限元软件，对路基在荷载作用下的变形及应力状态进行仿真。
3. 实验室测试：采用振动台和加速度计等设备进行实验室测试。
五、研究计划与进度安排本文计划耗时12个月左右，进度安排如下：1. 第1个月：准备研究背景和文献资料，确定研究方法和研究内容。
2. 第2-4个月：采样分析路基与土壤特性，对试验数据进行分析总结。
3. 第5-7个月：进行高速列车荷载下路基模拟，对模拟数据进行分析。
4. 第8-10个月：进行实验室测试，收集数据并进行分析与总结。
5. 第11-12个月：总结并撰写论文。
六、预期研究成果1. 得出在高速列车荷载作用下路基承载能力的合理估计值。
2. 研发基于动力学理论和现有计算方法的高速列车荷载下路基承载能力的计算方法和标准。
3. 建立高速列车荷载下路基振动响应模型并进行模拟和分析，为路基设计和管控提供理论支撑。
价值工程0引言砂土、粉土作为常见的地质土体，由于河流的冲刷、风化作用，广泛分布在河南郑州、开封等区域。
粉细砂土一般呈颗粒桩，不含粘聚力或粘聚力较低。
在动荷载的作用下，粉细砂土极易丧失其原有的承载力并转化为液化状态，即砂土液化。
城市地铁列车在运行过程中，列车荷载往复作用在地铁隧道上，并经过地铁隧道传递至周围土层中，从而对土体产生一种特殊的循环荷载。
这种循环荷载作用在粉细砂土时，极易使隧道周边土体软化，甚至使地铁隧道及地上建筑产生沉降，对周边建筑物造成安全隐患。
针对列车振动荷载引起的隧道结构及土体动力响应问题，国内外已有专家学者采用模拟试验、模型试验及理论分析等方式开展研究。
陆志明[1]采用有限差分软件研究了承压水砂土层的列车振动液化特性，认为拱顶和拱底处土层均为可能发生液化的薄弱位置，且孔压增至峰值后短期不会消散。
徐阳[2]利用ADINA 有限元计算平台建立典型隧道区间断面的有效应力分析模型，认为在长期列车振动荷载作用下，隧道底部土层孔隙水压力逐渐增大。
刘雪珠[3]采用室内试验的方法，研究了饱和南京片状结构细砂在列车振动荷载作用下静偏应力水平、循环应力比对其动力特性的影响。
学术界和工程界对循环列车荷载下土壤中的孔隙水压力变化和土壤变形的发展给予了广泛关注[4-8]。
为揭示饱和砂土区域内地铁列车在小半径曲线段循环荷载作用下土体的动力响应规律，本文以郑州市轨道交通一号线为例，结合数值模拟方法建立不同荷载参数下的数值模型，对列车运行过程中的多种荷载参数下土体的动力响应规律进行分析。
1工程概况1.1小半径曲线地铁隧道概况郑州市轨道交通地铁一号线农业东路—东风南路区间段于2013年12月28日建成通车。
区间线路出农业东路站后，沿金水东路东行，以半径340m 右拐至东风东路西侧。
隧道竖向埋深为9.2m ，最大埋深为15.0m ，主要位于粉土、粉质粘土和粉砂中。
场地内浅层地下水主要为承压水。
承压水主要赋存于15.4m~42.6m 范围内的粉砂及中砂地层。
铁路车辆重载状态下的动态特性分析在现代化社会的交通网络中，铁路作为重要的交通工具之一，承载着重要的物流和人流任务。
铁路车辆的重载状态下的动态特性是铁路运输中的关键问题之一。
针对这个问题，本文将结合实际情况，从不同角度阐述铁路车辆重载状态下的动态特性分析。
一、背景介绍目前国内铁路物流运输不仅是一项重要的支柱产业，也是国民经济发展的支柱性产业之一。
而铁路的运输重点主要在于承载大量的重量货物，如不锈钢板、钢材、水泥等工业原材料、农产品等货物。
这些货物依靠铁路进行运输后，将会被用于各种建筑、生产等领域。
因此铁路作为一种交通工具，在运输质量和安全方面的要求尤为重要。
而对于铁路车辆的重载状态下的动态特性这一问题，需要进行深入的研究和分析。
二、动态特性分析1.荷载测试在实际运输中，铁路车辆的荷载情况和运输质量的保障至关重要，而荷载测试是其中的核心内容。
荷载测试是通过在实际运输过程中对车辆进行实时监控和保护，以便及时处理车辆故障和保证货物的运输质量。
通过荷载测试，可以分析铁路车辆的重载状态下的动态特性，并采取相应的措施进行保护和修理，以确保顺利的运输进程。
2.运行状态分析针对铁路车辆的重载状态下的动态特性，需对车辆的运行状态进行分析。
铁路车辆在路面情况不良、无人驾驶和行驶速度较高的情况下，可能会出现翻车、制动故障等问题。
通过对车辆的运行状态进行分析，可以及时掌握车辆情况，保障运输安全。
3.转向性分析在铁路运输过程中，铁路车辆的转向性能显得尤为重要。
当铁路车辆行驶时，可能会出现偏移、跳轨、翻车等问题。
因此对车辆的转向性进行分析，可以保障铁路运输质量和安全性。
4.减振性分析在铁路车辆运输过程中，车辆减振性对车辆性能和运输质量具有重要的影响。
当车辆重载时，会导致车辆的减振性不足、抖动和噪音等问题。
因此针对车辆的减振性进行分析，可以有效保障车辆性能和运输质量。
三、措施分析1.车辆检修保养针对铁路车辆的重载状态下的动态特性，需要对车辆进行检修保养。
地基土在地铁运营期循环荷载作用下的动力特性摘要：地铁隧道在建成投入运营后,运荷载振动引起地基土受振，地基土振动出现土动力反应，有可能直接影响到隧道后期沉降，因而有必要研究隧道地基土的动力响应，本文以此为出发点，通过对南京地铁元通站底部的原状淤泥质粉质粘土进行动三轴试验，采用不同的动应力比来研究地铁运行过程中动荷载对不同深度及不同围压下土体的动应变,动孔压的变化规律，由此进一步计算出地铁振动荷载作用下引起的长期地基沉降量。
结果表明土体中由于动荷载引起的孔压消散产生的固结沉降是运营荷载沉降的主要原因，到列车运营的后期，沉降值基本趋于稳定，列车振动荷载的作用对土体的变形影响很小。
关键词：地铁；运营荷载；动三轴实验；沉降Abstract: the subway tunnel completed and put in operation, the load caused by the vibration of foundation soil vibration, the foundation soil vibration appear soil dynamic response, may directly affect the tunnel later settlement, thus it is necessary to study the tunnel the dynamic response of the foundation soil, this paper from that starting point, through to the station of nanjing subway yuan at the bottom of the original state the muddy silty clay into action triaxial test, using different dynamic stress than metro operation process of different depth and dynamic loads of soil under different confining pressure dynamic strain, move the variation of pore pressure rule, which then calculated the subway vibration load cause long-term ground settlement. The results show that the soil caused by the dynamic loads due to dissipate the pore pressure produced consolidation settlement is operation load of the main causes of the settlement, to train operat ion’s later, sedimentation value basic tend to be stable, the train vibration load role in soil deformation of a little effect.Keywords: the subway; Operation load; Dynamic triaxial test; settlement 0引言运营荷载振动引起轨道系统下的地基土受振，地基土振动出现土动力反应，有可能直接影响到隧道的安全与稳定，因而有必要研究隧道地基土的动力响应。
土的动力性质正文动力作用下的土的力学性能。
当土的应变（纵向应变或剪应变）在10-6～10-4范围（如由于动力机器基础、车辆行驶等所引起的振动）时，土显示出近似弹性的特性；当应变在10-4～10-2范围（如打桩、中等程度的地震等所引起的振动）时，土具有弹塑性的特性；当应变达到百分之几的量级（如0.02～0.05）时，土将发生振动压密、破坏、液化等现象。
因此，土的主要动力特性通常以10-4的应变值作为大、小应变的界限值。
在小应变幅情况下，主要是研究土的动剪切模量和阻尼；在大应变幅情况下则主要研究土的振动压密和动强度问题；而振动液化则是特殊条件下的动强度问题。
所以，土的动力性质主要是指动剪切模量、阻尼、振动压密、动强度和液化（见砂土液化）等五个方面。
土的动剪切模量小应变幅的动剪切模量常用野外波速法和室内共振柱试验测定，也可用经验公式估算。
波速法根据所测得的从振源到拾振器之间的距离和剪切波（或压缩波）到达拾振器所需要的时间来计算剪切波波速v s，则得：(1)式中G d为土的动剪切模量；ρ为土的质量密度。
波速法按其激振和接收方式的不同，有表面波波速法、上孔法、下孔法和跨孔法（两个或更多个钻孔）等，以后者用得较多（见工程地球物理勘探）。
共振柱法在实心或空心的圆柱形土样上施加纵向振动或扭转振动，并逐级增大驱动频率，直到试样发生共振为止。
根据一端固定、一端自由的端部条件，并忽视端部激振器的质量，可得G d＝16f2l2γ/ɡ(2)式中f为扭转振动时的共振频率；l为试样的高度；γ为土的容重；ɡ为重力加速度。
影响土的动剪切模量的变量有剪应变幅、有效平均主应力、孔隙比、颗粒特征、土的结构、应力历史、振动频率、饱和度和温度等，其中有几个变量是相互联系的（如土的孔隙比、结构和颗粒特征）。
对小应变幅动剪切模量，剪应变幅的影响可以忽略。
对于净砂，在小剪应变幅（小于10-5）的情况下,动剪切模量主要是孔隙比和有效平均主应力的函数。
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 Vol.16 No.1 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$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 梁模型下梁的最大位移和地基表面反力．研究了列车动荷载作用下地基内应力状态和空间分布，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：U211.4 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为附件荷载来进行计算及分析．实际工程中动荷载的简化，一方面使工程计算简单，但另一方面却使得工程安全性受到质疑．随着经济的快速发展，越来越多的土木工程朝着大、高、深的方向发展，工程结构及受荷状态更加复杂化．动荷载对被作用体系的动力效应也更加明显，不能忽略．笔者对列车动荷载作用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加产生更大的振动．在振动荷载作用下，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，并不断累积．例如，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,cm．这说明了在列车动荷载作用下，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，这是引起地基振动的最主要原因．这种动力响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特性等．列车产生的地基振动由两部分组成，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、车辆的不平稳运行等引起的高频振动．相对于低频振动来说，高频振动在地基内衰减快、影响小，其主要影响的是轨道结构的长期稳定性．列车产生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、振幅和振次．振幅和振次对地基土孔压和变形的影响占主导地位．列车对轨道结构的作用是非常复杂的，包括轮轴荷载、瞬时冲击荷载、轨道不平顺及机车制动引起的附加荷载等．研究中需要对列车及轨道进行相应的简化，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面反力进行叠加获得．Winkler 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 ... 26 .. 天津城市建设学院学报2010 年第16 卷第1 期0 01( , ) ( , )nl i iiw x t w x x t==Σ .. ( 1)1( , )nl i iif f x x t==Σ .. ( 2)式中： 0 ( , ) i i w x..x t 和( , ) i i f x ..x t 分别为第i 个列车轮轴荷载引起的轨道位移和地基表面反力．令t＝0 时，列车中心位于坐标原点处，列车移动方向与x 轴正方向重合，y 轴为垂直于列车移动方向的水平坐标轴，z 轴垂直于列车移动方向且其正方向指向地基内部，地基表面z＝0，坐标系统符合右手法则，计算中不考虑阻尼的影响，应力空间分布计算参数见表1 所示．在表1 所示的参数条件下，可得到地基表面应力空间分布图( 见图1) ．表1 应力空间分布计算参数3b ρ /kg m.. .. Eb /MPa a ×b/m×m 1 2 24 P = P = = P / kN μ/MPa 3 ρ/kg m.. .. o s v /v1 900 30 000 2×0.3 160 10 1 800 0.45图1 地基表面反力空间分布地基中的应力状态随列车的移动而发生变化，地基内应力空间分布随列车速度的变化而变化．列车低速运行时，应力分布与静止时的状态相似；列车高速运行时，地基中应力随速度的增大而有较大变化．列车高速运行时，地基上部沿车行方向水平应力迅速增大，而竖向应力有所减小；地基深部沿车行方向水平应力随车速增加而减小，竖向应力随速度的增大而有较大增大[1]．动应力幅值及其作用次数是造成地基土软化的主要原因，当动应力作用次数累积达到一定数量时一般会直接造成地基土的破坏．2 列车荷载作用下土的动力特性研究列车荷载作用下土的动力特性，就必须了解它所受的动应力过程，而动应力过程必须通过动力反应分析方能确定．2.1 地基内土单元的应力状态和应力路径用水平剪应力zx τ和偏差应力d d ( ) /2 z x σ ..σ表示土单元的应力路径变化．曲线任一点的模r 表示最大剪应力，水平剪应力和偏差应力表示的应力路径如图2[1]所示．当列车荷载离所研究的土单元体较远时，动应力为0，如图中A 点；当列车荷载继续靠近土单元体，如图中B 点，偏差应力d d ( ) /2 0 z x σ ..σ = ，土单元体处于单剪状态；当列车荷载继续向土单元体靠近，水平剪应力zx τ和偏差应力d d ( ) /2 z x σ ..σ逐渐增大， zx τ在点达到最大值；超过点后， zx τ逐渐减小，d d ( ) /2 z x σ ..σ逐渐增大；当列车荷载到达土单元体正上方时， zx τ为0， d d ( )/ 2 z x σ ..σ达到最大值，土单元体处于纯三轴剪切状态；列车荷载离开后，应力路径正好相反．图2 列车荷载作用线正下方土单元体应力路径已有研究表明，列车行驶速度大小对水平剪应力zx τ与偏差应力d d ( ) /2 z x σ ..σ之间关系的影响较大．当车速很小时，列车荷载引起的动应力较小；当车速较大，接近地基内半空间剪切波波速s v 时，列车荷载引起的动应力较大，最大剪应力zx τ急剧增大，而偏差应力d d ( ) /2 z x σ ..σ有所减小．由于列车动荷载的作用，使得土单元体的受力状态在受动荷过程中时刻发生变化，列车动荷载引起的动应力相当于施加在土单元体的附加应力，因此土单元体的受力状态将取决于动荷载引起的动应力与土单元体的初始应力状态．当列车荷载引起的动应力较小，而土单元体的初始应力较大时，则叠加后的应力状态改变较小；当列车动荷载引起的动应力较大C C 时，则土单元体的应力状态改变较大，甚至发生主应天津城市建设学院学报李乂等：列车动荷载作用下土的动力特性分析 . 2＜ . 力轴旋转的情况．2.. 列车振动荷载作用下地基土的液化假设列车振动模型为竖向振动[3C ，且土的静力极限平衡条件也适用于动力试验中，同时动载和静载的莫尔；库伦破坏包络线相同，即土的动力有效内摩擦角φ′等于静力有效内摩擦角φ′[4]＞见图3＠．d图＂动载作用下莫尔；库伦破坏曲线从图＂中可看到，圆①为振前应力圆，圆②为动载过程中最大应力圆即动应力等于幅值σ的应力do圆．土在排水条件下受剪切将发生体胀或体缩，而在不排水条件下受剪切，因此体积的变化趋势表现为超静孔隙水压力μc＆的发展[4C ．地基土在列车周期振动荷载作用下，实际是受反复的剪切作用．地基砂土受到反复剪应力作用后，砂粒产生滑移并改变排列状态从而趋于密实．同时，因列车振动历时短暂并且排水不畅，从而在砂土中产生超静孔隙水压力，多次循环振动使残余超静孔隙水压力逐渐积累＞见图4＠，有效应力逐渐降低[4C ，应力圆向破坏包线移动直至与其相切，试件达到破坏．如图＂所示累积孔隙水压力值达到σ这个临界值时，其相应的振动荷载将会导致地3基土体完全丧失强度，失去承载能力，即土体产生液化现象．当列车通过后，振动孔隙水压力将逐渐消散．图Ｉ振动孔隙水压力发展曲线2.＂列车振动荷载作用下孔隙水压力的计算围压σ在土体内不引起剪应力，σ越大，土越＂ 3密，孔隙水压力发展越慢．对孔隙水压力发展影响大的是固结应力比KＨ它表示振前土体已经承F σσ，５ 1＂受的剪切程度．Ｙ越大，孔隙水压力发展速度越慢，５且最终累积值也越小[4C ．动应力的幅值愈大，循环的次数愈多，积累的孔隙水压力也愈高[4C ．在等压固结即Ｙ =. 时，西特；芬c恩的孔隙水发展公式[4C 为％F2si＇ ..1＞８).θ (3＠σ＂π N＊式中：％为８次循环所积累的孔隙水压力；８为破坏＊振次，可根据动应力幅值从动强度曲线上查取；θ为表示土性质的试验参数，其值与土的种类和密度有关．当Ｙ >1时，式＞ 3＠可修改为[4Cc1％ 1. ... . ８θ.F h si＇ ..β(＠ ..1. (4＠σ＂ . π. N5！ .式中：N50为在孔隙水压力发展曲线即u；８曲线上，当％ F 0.Ｋσ时所对应的循环周数；β为土质参数，一般可取1.0；θ为与固结应力比Ｙ有关的土质参数，＂c可表示为θαF Kh α，其中α和α直接由试验1c. 12测定．2.Ｉ列车振动何载作用下地基土的动应力；应变关系受列车动荷载作用的地基土可看为黏弹性体，其对变形有阻尼作用，因此应变的发展滞后于应力的变化．在试验过程中，动荷载模拟列车动荷载作用，得到应力应变值，并在σ F ε坐标上绘制动应力；应变ＧＧ关系，可得到滞回环，滞回环两顶点连线的斜率就是σd＄土在该应力水平下的平均动模量EＧ Fε．当假设动d＄荷载的应力；应变骨干曲线符合双曲线规律时，可得平均动模量、动剪切模量[4C 的公式为EＧ Fσd＄ F(5＠εd＄ 1hεd＄i τmaＦ maＦτ 1GdF dF (6＠γＧ1hγＧGmaＦτmaＦ式中：Gmax为最大动剪切模量，可根据经验公式计算得到．＂列车荷载作用下地基土的减振处理要保障列车高速运行的安全性，研究地基在列车动荷载作用下的动力特性，以及如何对非稳定地基进行处理是必不可少的．减小振动对地基的影响，可以. 2？ . 天津城市建设学院学报201！年第1. 卷第. 期从两方面着手．一是提高地基的抗软化、抗液化能大小及状态变化频率越快，积累的孔隙水压力也越力，二是减小列车动荷载的作用．提高地基的抗软化高，造成地基土动强度减小，甚至引起地基土破坏．能力主要是提高动应力比临界范围内土体的抗振能力，如对地基土进行处理，使得其半空间剪切波波速参考文献：vs提高，从而使得地基的振动相应不明显，动应力作［1］王常晶７列车移动荷载作用下地基的动应力及饱和软用减弱．减小列车动荷载的作用，主要是从两方面着粘土特性研究[D]７杭州：浙江大学，2006７手：一是减小列车本身动荷载大小，优化设计，降低列［2］郑薇，王柏生，杨英武７列车引起地面振动的影响因车本身的不平衡性，减小偏应力等，从而降低列车本素的敏感性分析B JC ７振动、测试与诊断，2007，27＞ 4＠：身动荷载的大小．二是采取隔振方式，将列车动荷载305-341７传播到地基内的振动效应减弱．采用隔振方式减弱地［3］王秀英，维宁７振动作用下沉管地基砂土液化可能性基内的振动效应，目前常用的方法有重型钢轨和无缝研究[J]７铁道学报，2004，26＞ 1＠：96-100７线路、隔振型扣件、弹性基础、屏障隔振等[5C ．［4］陈仲颐，周景星，王洪瑾７土力学[MC ７北京：清华大学出版社，2002７Ｉ结语［5］胡婷７列车移动荷载引起的路堤—地基振动与减振[D]７杭州：浙江大学，2007７列车通过土单元体的过程中，土单元体的受力状［6］何振兴，翟婉明，罗震７地铁列车引起的地面振动态是时刻发生变化的，甚至发生主应力轴旋转．列车[J]７西南交通大学学报，2008，43＞ 2＠：218-247７速度越大导致地基土临界边界以内[6C 土单元体应力（编辑：胡玉敏）Analysi／ o＊ Dynami５ Propertie／ o＊ th１ Soi） InduceＧ b6 th１T＆ ain’／ Movin7 LoaＧL． Yi. ，YUA８ Fu-qiang.(1７ Chin（ Textil１ Industria） Engineerin7 Institute，Beijin7 100037，China；2７ Chin（ Universit6 o＊ Geosciences，Beijin7100083，China＠A３ s０ ract：Thi／ pape＆ firstl6 studie／ th１ vibratio＇ effect／ o＊ th１train’／ movin7 loaＧ o＇ th１ groundA anＧ present／ th１maximuＣ displacemen０ o＊ th１ beaＣ anＧ reactio＇ forc１ o＊ th１ grounＧsurfac１ unde＆ Winkle＆ Ground-Timoshenk＄beaＣmold７SecondlyA i０analyze／th１stres／stat１anＧspatia）distributio＇ i＇ th１ groundA studie／ th１ stres／ patＤ o＊ th１soilA anＧ researche／ o＇ th１ intenerateＧ anＧ liquefieＧ effect／ o＊ th１movin7 loaＧ o＇ th１ ground７ ThirdlyA i０ find／ ou０ tha０duringth１ trainrunningA thedynamicstressinducedbythemovingloadwil） changeastim １ goesbyandcombinewitＤth１ initia） stres／ o＊ th１ soilV th１ speeＧ o＊ th１ trai＇ greatl6 affect ／ th１ relationshik betwee＇ th１ horizonta） shearin7 stres／τzxanＧ deviateＧ stres／ (σdＥ ..σdＦ )/. ７Ke6 words：movin7 load；dynami５ properties；stres／ path；por１ wate＆ pressur １精品文档精品文档。
