高鐵路基正交跨越地裂縫帶動力響應(yīng)數(shù)值分析*

何國輝 黃強兵②③ 王 濤 劉妮娜②③

(①長安大學， 地質(zhì)工程系， 西安 710054， 中國)(②長安大學， 巖土與地下工程研究所， 西安 710054， 中國)(③長安大學， 西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室， 西安 710054， 中國)

0 引 言

截止到2018年底，我國高鐵運營總里程達到了2.9×104ikm，居世界第一。與此同時，如火如荼的大規(guī)模高速鐵路建設(shè)也遇到了各種各樣的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象或不良地質(zhì)，其中地裂縫災(zāi)害是最典型的一種(王景明， 2000； 黃強兵等， 2009： 彭建兵等， 2012， 2017)。我國京沈、京石、石鄭、大西和青太客運專線等多條高速鐵路穿越華北平原、汾渭盆地和蘇錫常等地裂縫發(fā)育區(qū)，這些高速鐵路建設(shè)均可能面臨地裂縫安全隱患。

地裂縫活動對高鐵路基影響較大，研究文獻較少，且集中在靜力學的范疇，尚未涉及到列車振動荷載作用的動力學問題。如張宗堂(2007)針對西安鐵路樞紐路基跨越咸陽大泉地裂縫，提出采用土工格柵、加筋土擋土墻等措施來提高路基工程對地裂縫活動變形的協(xié)調(diào)性，以滿足鐵路運營平穩(wěn)性和舒適度的要求； 李明俐等(2017)使用MIDAS/GTS有限元軟件建立大西客運專線路基小角度斜穿地裂縫三維模型，重點研究了路基位移場、應(yīng)力場的變化規(guī)律。關(guān)于列車振動荷載作用下路基的動力響應(yīng)或動力特性問題，涉及車輛-軌道-路基相互作用，十分復(fù)雜。國內(nèi)外學者已開展了很多研究，但大多集中在現(xiàn)場測試、模型試驗、理論計算和數(shù)值模擬等方面，如Dawn et al. (1979)對英國鐵路路基進行了動力響應(yīng)測試，分析了行車速度、激振頻率和軌道參數(shù)的相關(guān)關(guān)系以及共振現(xiàn)象；……