高速列车引起地基-基础-偏心结构相互作用体系平扭耦联振动研究

偏心结构在高速列车引起的水平振动作用下还会表现为平动与扭转耦联的振动特征,且在某些条件下，平扭耦联振动也会明显，所以要全面的反映高速列车对偏心结构的实际振动影响，除了竖向振动外，还必须考虑偏心结构的平扭耦联振动响应,这特别对于预测、评价安装有精密仪器和设备的建筑物振动是尤为重要的。本课题针对这一平扭耦联振动响应，通过在高速铁路线路旁设计制作带筏板基础的单层偏心结构，现场试验研究高速列车对地基-基础-偏心结构相互作用体系的平扭耦联振动影响规律；在综合分析高速列车振动作用下地基、基础、偏心结构之间振动耦联关系的基础上，利用有限元和连续介质波动理论,研究建立地基-基础-偏心结构相互作用体系振动响应的三维理论分析模型；结合试验成果和理论分析，研究高速列车振动作用下地基-基础-偏心结构相互作用机理，探索偏心结构的平扭耦联振动响应规律，为预测、评价高速列车引起偏心结构的平扭耦联振动奠定理论基础。

本项目研究了高速列车对偏心结构的实际振动影响，除竖向振动外，还考虑了偏心结构的平扭耦联振动影响。首先讨论了研究地面高速列车引起邻近建筑物振动问题的四种主要方法，分析了该领域的研究现状及进展；提出了桩土三维接触模型，同时引入阻尼成分模拟桩土动力相互作用中部分能量的耗散问题；分析了框架结构考虑动力相互作用效应的界限问题，提出了考虑埋置深度影响的合理界限；建立了三维轨道-路基-基础-偏心结构分析模型，研究了高速列车运行对偏心结构的竖向、平扭耦联振动响应，分析了不同车速情况下静力偏心距平行轨道方向和垂直轨道方向的单层偏心结构不同偏心率情况的振动响应和基础埋深对振动响应的影响；并研究了高速列车引起的路基沉降问题。