ВИБРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОНАСЫЩЕННОГО ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ НАГРУЗОК Vibration characteristics of the saturated subgrade under earthquake-moving train load

Аннотация

Землетрясения влекут за собой значительный риск схода с рельсов высокоскоростных поездов. В связи с этим критически важно исследовать поведение грунтового основания насыпи под комплексной вибрационной нагрузкой, вызванной сейсмическим воздействием и движением поездов. Разработана трехмерная конечно-элементная модель системы «железнодорожный путь – насыпь – грунтовое основание», подверженной воздействию сейсмических нагрузок и движущегося железнодорожного состава. Проведен сравнительный анализ распространения и затухания колебаний, создаваемых движущимися с разной скоростью поездами, в водонасыщенном грунтовом основании. Дополнительно были сопоставлены вибрационные характеристики упругого и водонасыщенного грунтовых оснований. Как показали полученные результаты, вертикальное смещение водонасыщенного грунта в основном обусловлено сейсмическими нагрузками при минимальном влиянии движущегося поезда. В то же время, частотный спектр ускорения, напротив, в основном зависит от нагрузок, вызываемых движением состава. По сравнению с упругим грунтовым основанием, в водонасыщенном грунте наблюдаются большие вертикальные смещения и меньшее ускорение. При скорости поезда 50 м/с в водонасыщенном
грунте развивается явление резонанса, при этом вертикальное смещение и ускорение достигают своих пиковых значений, что объясняется совпадением частоты колебаний поезда с преобладающей частотой землетрясения.

Полный текст статьи публикуется в английской версии журнала
«Soil Mechanics and Foundation Engineering”, vol.63, No.4