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随着高速铁路和城市轨道交通的迅猛发展,列车运行引起的环境振动问题日益突出,其中列车运行引起的路基长期沉降和场地振动问题就位列这些重大技术难题之中,本文系统的对轨道交通振动荷载作用下土体的动力学行为及其力学模型进行了专门的研究,分析了轨道交通引起的环境振动以及如何减小这种振动。 首先,本文在已有的研究基础上,利用空心圆柱扭剪仪(HCA),以南京细砂作为研究对象,进行列车振动荷载作用下南京细砂振动累积变形特性分析,初步给出了排水条件和不排水条件下南京细砂的竖向累积应变预测公式及其参数。得出试样围压对南京细砂的竖向累积变形的影响远比振动加载幅值对其的影响,即对应实际工程场地中浅埋南京细砂层在列车振动荷载作用下的累积变形相对较大,可能对路基的永久变形产生一定的影响。对比不排水和排水条件下的试验结果,排水条件主要对列车运营前期的路基累积变形产生明显的影响,对后期的累积变形的影响基本可以忽略。 然后,采用有限元法,借助ABAQUS有限元软件,建立了轨道-路基-场地二维环境振动分析模型,分析了场地的振动特性,系统介绍了列车运行时候对路基的作用力,通过解析确定的路基作用力作为上部荷载输入值,提出了路基-场地体系的二维非线性分析方法。基于ABAQUS/Explicit分析方法计算得到的结果与实测结果进行比较分析,验证了模型的准确性和可靠性。 最后,分析了在振动传播途径上:水泥搅拌桩加固路基、路基下存在硬壳层和设置隔振沟后对地表振动的影响,以及不同桩长和隔振沟不同的深度、位置以及宽度对隔振效果的影响。