防排水结构层对铁路基床动力响应的影响研究.pdf

第 3 7 卷 ， 第 2 期 2 0 1 6年 3月 中 国 铁 道 科 学 CHI NA RAI I W AY S CI ENCE Vo L 3 7 No 2 M a r c h ， 2 0 1 6 文章编号 ：l O O l 一 4 6 3 2( 2 0 1 6 )0 2 0 0 0 8 0 9 防排水 结构层对铁路基床动 力响应 的影响研 究 杨果林 ，邱 明明 ，申 权 ，林 宇亮 ( 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙4 1 0 0 7 5 ) 摘要：针对云桂铁路膨胀土路堑新型基床结构采用的半刚性复合防水材料的防排水结构层，借助现场试 验方法和数值模拟方法，研究列车振动荷载作用下防排水结构层对路堑基床动力响应的影响。结果表明：基床 动土压力沿深度方向呈指数衰减，并且铺设防排水结构层可加快基床内动应力的衰减；基床动位移沿深度方 向 近似呈幂函数衰减，为满足高铁路基变形的要求 ，建议防排水结构层铺设厚度不小于 1 5 c m；振动加速度随深度 加深而减小，其衰减主要发生在路基表面下的 3 0 m范围内；增加防排水结构层厚度可减弱防排水结构层下部 的动应力、路基表面的动位移及基床下部的振动加速度；铺设防排水结构层可起到防水、排水、消能、抗变形 等作用 ，对控制膨胀土基床病害有积极意义。 关键词 ：路堑；基床 ；防排水结构层 ；动力响应 ；膨胀土；现场试验；数值模拟；高速铁路 中图分 类号 ：U2 1 6 4 4 ：U2 1 6 4 1 7 文献标识码 ：A d o i ：1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 4 6 3 2 2 0 1 6 0 2 0 2 高速列车动力荷载是引发路基长期累积变形和 振动的直接因素，明确路基各结构层间的相互作用 及荷载传递特性是铁路路基结构设计和变形控制的 基础 ，而路基结构 的工作性能受各结构层性能和服 役环境等 因素的影响 ，相应 的各结构层内的力学行 为及其衰减特征也各不相同。膨胀土地区的铁路地 基常因干湿循环作用而产生不均匀胀缩变形 ，严重 影响路基结构的安全及列车的正常运 营E ，因此 ， 高速铁路对膨胀土路堑基床结构功能的要求也更为 严格。在既有南昆铁路膨胀土路堑地段 ，采用复合 防排水板封闭基床或膨胀土改性换填等方法进行了 路基整治 j ，但运营后路基病害 ( 如基床下沉 、隔 水层失效等)仍不断，且屡治无效。新建云桂铁路 与既有南昆线走向基本一致 ，所经之处存在大量的 膨胀土路堑地段 ，为解决膨胀土病害难题 ，研发了 1 种半刚性复合防水材料 ，铺设在膨胀土路堑基床 中设置 1道防排水结构层 ，以增强基床防排水性能 及协调基底膨胀土产生的不均匀变形 ，从而提高基 床结构的适应性和耐久性。 诸多学者基于层状体系理论、数值模拟、现场 测试和室内模 型试验等方法对路基动力响应进行了 广泛的研究 5 ，取得了较 多有益 的成果 ，为进一 步研究提供了理论基础。梁波l 8 对列车振动荷载进 行了理论研究和模拟 ，提出了考虑不平顺条件的列 车荷载方程 ，并探讨 了路基在不平顺条件下的动态 响应 ；荆志东l g 通过足尺动态模型试验，对红层泥 岩半刚性基床结构的动态变形特征进行了研究 ，结 果表明该基床结构能大幅降低动荷载作用时的动变 形 ；C AI 建立 了考 虑轨道不平 顺性 的轨 道一路 基一地基耦合系统模型 ，对列车移动荷载作用下 的 路基动力 响应进行 了研究 ；孔祥辉 借 助数值分 析方法 ，建立 了三维路基动力分析模型，分析了路 基动力响应及列车行驶速度对土质路基动力性质的 影响；B i a n - 基于全 比尺路基模型试验平 台 ，对 列车移动荷载作用下高速铁路板式轨道路基的振动 和动应力特性进行 了研究 ，提出了用于预测板式无 砟轨道路基动应力的经验计算 式；杨果林等l I 。 基 于现场测试和模型试验方法，探讨了膨胀土路堑新 型基床的动力特性 ，并对不同类型防水结构层基床 在极端服役条件下的动力响应进行 了对 比研究 。但 这些成果大多是针对常规铁路基床动力特性的 ，针 对特殊地质条件下的典型基床结构动力响应 的研究 还鲜见报道 。 本文基于已有的研究成果 ，以云桂膨胀土路堑 新型基床结构为研究对象，借助现场试验方法和数 值模拟方法 ，研究列车振动荷载作用下防排水结构 收稿 日 期：2 0 1 5 0 7 1 0 ；修订 日 期：2 0 1 6 0 1 1 5 基金项 目：国家 自 然科学基金资助项目 ( 5 1 4 7 8 4 8 4 ， 5 1 2 7 8 4 9 9 ， 5 1 3 0 8 5 5 1 ) ； 铁道部科技研究开发计划项目 ( 2 0 1 0 G 0 1 6 一 B ) 第一作 者 ：杨果林 ( 1 9 6 3 一 ) ，男 ，湖南桃 江人 ，教授 ，博士研究生导师 。E - ma i l ： g u o l i n g ma il C S U e d u c n 1 O 中国铁道科学 第 3 7 卷 水条件下防排水结构层顶面和底面的动土压力较路 基面处分别衰减 了 3 2 9 和 5 3 9 ，即在防排水 结构层内衰减了 2 1 o 0A，说明在防排水结构层内 动土压力发生了较大程度的衰减，可见防排水结构 层具有一定的减振 、隔振作用。 图4 给出了沿线路横向各处防排水结构层顶面 和底面的动土压力。由图 4可知，防排水结构层顶 面和底面的动土压力随其离开线路中线距离的增大 先快速减小 ，而距线路中线超过 5 m后趋于稳定 。 4 O 硝 3 0 2 O l O O 距线路中线距离， m 图 4 防排水结构层动士压力随横向距离变化曲线 1 3 2 振 动 加速 度分 布 图 5给出了基床 内不 同深度处 的振动加速度。 由图 5可知 ：干湿 2 种服役条件下 ，路基面的加速 度分别为 9 3和 1 O 8 r n s 一，增加了 1 6 1 ；防 排水结构层顶 面的加速度分别 为 8 4和 9 5 m s _ 。 ，增加了 1 0 7 0A；防排水结构层底面的加速度 分别为 6 8和 7 1 1 1 1 S _ 。 ，增加 了 4 4 ；防排水 结构层内振动速度的衰减比基床表层和基床底层都 快；浸水条件下，振动加速度变化曲线整体向右偏 移 ，衰减趋势与干燥条件下相 同，且振动加速度在 防排水结构层 以上变化较为显著 ，此变化与浸水状 态下动土压力变化趋势一致 ，说明浸水对新型基床 动响应的影响主要表现在浅层 ，这是因为防排水结 构层将水阻挡在基床表层内，在激振荷载作用下， 振动加速度， ( m s 0 乓 恒 醐 留 0 2 4 6 8 1 0 1 2 一 新型防排水结构层 = ： 一 图 5 振动加速度随深度变化曲线 基床表层内因产生超静孔隙水压力而使其消能作用 相对减弱 ，故引起动应力和加速度稍有提高。 图 6给出了防排水结构层的振动加速度沿线路 横 向的变化情况 。由图 6可知 ，随着距线路中线水 平距离 的增大 ，振动加速度呈减小趋势 ；防排水结 构层顶面的振动加速度受服役环境影响较大 ，浸水 后其加速度明显增大 ；防排水结构层底面的振动加 速度受服役 环境 影响较小 ，浸 水后其加速 度增大 较小 。 吕 距线路中线距离f m 图 6 防排水结构层加速度随横向距离变化曲线 2 数值模拟研究 2 1 数值计算模型建立 综上分析可知 ，由于新型基床结构中存在 1 层 2 0 c m厚的防排水结构层，改变 了基床结构 的振动 特性和荷载传递方式，且其在基床结构中不仅起到 防排水的作用，还具有一定的减振作用。为进一步 明确列车荷载作用下新型防排水结构层的力学行为 及其对基床结构振动特性的影响，本文参照图 1 所 示的新 型基床结构设计断面图，借助数值软件 F L AC 3 D模拟平 台，建立考虑 防排 水结构层参 振 的三维轨道一路基一地基系统动力分析模型 ，所建 模型 的宽( Iz ) ，长( )和高( )分 别 为 9 0 ， 6 2 4和 5 2 5 m，整个模 型共划分 7 7 5 2 0个单 元 ， 8 2 8 5 9个节点 ，如图 7所示 。 在数值建模过程中，路基各结构层均采用实体 单元模拟 ，除轨枕和新型防排水结构层外 ，考虑岩 土体的非线性 ，材料强度准则均采用各向同性弹塑 性 Mo h r - C o u l o mb本构模型 ，利用增量理论计算 ； 轨枕和新型防排水结构层采用弹性本构模型 。在动 力计算时 ，通过设置静态边界减少波反射对计算结 果的影响1 ，考虑列车荷载频率较低，材料阻尼 选用局部阻尼形式。模型材料参数见表 1 。 1 2 中国铁道科学 第 3 7卷 基面处 的 2 0 9 6 以下 ；4 种不同厚度 的防排水结构层 基床动应力沿深度方向具有相同的衰减规律，均呈 指数型衰减 。 O 1 0 姜 2 0 恒 3 0 4 0 5 0 竖向动应力 k P a 2 0 4 0 6 0 8 O 1 0 0 图 8 竖向动应力随深度变化曲线 图 9 给出了不同防排水结构层厚度时基床各层 动应力 。由图 9可知 ，随着防排水结构层厚度 的增 加 ，防排水结构层底面动应力有 明显减小的趋势 ， 而基床表层 顶面与 防排水结构层 顶面动应力 略有 增大 。 毯 橘 -尽 崮 图 9 不同防排水结构层厚度时的基床动应力变化关系 以基床表层顶面动应力为基准，得到的不同防 排水结构层厚度时基床不 同层位动应力及其衰减系 数 ，见表 2 。由表 2可知 ，随着防排水结构层厚度 的增加 ，防排水结构层顶面动应力从 3 2 0 9 k P a 增 加到了 3 4 0 2 k P a ，对应的衰减系数从 0 3 3 4增加 到了 0 3 5 3 ；防排 水 结构 层底 面动应 力 从 2 5 1 9 k P a 减小到 2 1 6 2 k P a ，对应的衰减 系数从 0 2 6 2 减小到了 0 2 2 4 。说 明增加防排水结构层厚度能够 减弱列车振 动荷 载对 防排水结构层 下部动应力 的 影响。 为进一步比较防排水结构层的参振作用程度， 以厚度 2 0 C ID _ 防排水结构层为例，采用 O d e ma r k 理论和弹性理论计算基床动应力衰减系数随深度的 变化 ，计算结果如图 1 0所示 。由图 1 O可知，理论 计算结果与数值计算结果变化趋势基本一致，但在 防排水结构层以下 ，理论计算值偏小 ，原因是弹性 理论视各结构层为均质弹性材料 ，且未考虑各结构 层之间的相互作用 ；若不铺设防排水结构层 ，其对 应深度 ( 0 7 O 9 )m 范 围 内动应 力 衰 减 了约 8 ，而铺 设 防排水 结构 层后 ，动应 力 衰减 了约 1 5 9 6 。可见 ，防排水结构层不仅参与 了基床振动 ， 还加快了基床内动应力的衰减 ，对提高列车振动荷 载作用 下基 床结 构 的适 应性 和 稳 定性 具 有 积极 作 用。 表 2 基床不同位置动应力比较 O 0 5 乓 1 0 嚏 2 _ O 2 5 动应力衰减系数 O 2 0 4 0 6 0 8 1 0 一 一 - ， r 新型防排水结构层 三蠢 茎 蓉 蔫 嚣 蔷 值 图 1 O 动应力衰减系数比较 图 l 1给出了基床不同位置处动应力沿横 断面 的变化 曲线 。由图 1 l可知 ，基床表层顶面动应力 沿横断面均呈 “ 马鞍形”分布 ，峰值 出现在轨道投 影的正下方 ，见 图 1 1( a ) ；新型防排水结构层顶 面和底面竖 向动应力沿横断 面的分布均呈抛 物线 形 ，见图 1 1( b )和 图 1 1( c ) ；随着防排水结构层 厚度的增加 ，防排水结构层顶 面动应力有增 大趋 势 ，但增大幅度不大 ，而防排水结构层底面动应力 明显减小 。这主要是由于防排水结构层厚度的增加 增强 了对上部荷载的均布作用。由此再次说明，增 加防排水结 构层厚 度能够减小其底 面的竖 向动应 力 。同时 ，由图 1 l( a )和 图 1 1( c )对 比可知 ， 基床表层顶面动应力远大于防排水结构层底面动应 力 ，随着防排水结构层厚度的增大 ，防排水结构层 底面动应力的分布曲线越来越扁平 ，动应力减小 的 第 2期 防排水结构层对铁路基床动力响应的影响研究 0 l 2 3 4 5 6 7 8 距线路 中线距离 In ( a 】 基床表层顶面 4 0 星3 0 2O 厘 1 0 0 距线路 中线距离 m ( b ) 防排水 结构层 顶面 图 l 1 基床动应力沿横断面分布曲线 范围主要集中在两轨道之间。 2 3 2 动位移分布规律 图 1 2给出了不 同防排水结构层厚度时基床不 同深度位置处的竖 向动位移 。由图 1 2可知 ，竖 向 动位移随深度 的增加近似呈幂函数型衰减 ，但随着 防排水结构层厚度 的增加 ，动位移变化曲线整体向 左偏移，动位移值逐渐减小，而在防排水结构层范 围内的动位移值基本不变 。 3 0 2 5 重 2 0 毯 1 5 需 1 0 5 O 1 2 3 4 5 6 7 8 距线路 中线距离 In ( C ) 防排水结构层底面 竖向动 移 ， 图 1 3 基床动位移与防排水结构层厚度的关系0 0 0 0 4 6 8 l ， 1 2 世 0 、 。二 y 。 川 。 ， H 。 小 O 1 0 g 0 喧 鬻3 0 4 0 5 O 图 1 2 基床动位移随深度的衰减曲线 图 1 3 给出了不同防排水结构层厚度时基床各 层动位移 。由图 1 3可知 ，在列车振动荷载作用下， 随着防排水结构层厚度的增加，基床表层顶面动位 移呈线性减小 ，说明铺设新型防排水结构层能够在 一 定程 度 上减 弱 列 车振 动荷 载 下基 床 表层 的动 位移 。 以基床表层顶面动位移为基准 ，得到的不同防 排水结构层厚度时基床不同位置动位移和动位移衰 减系数 ，见表 3 。由表 3可知，当新 型防排水结构 层厚度大于 1 5 c m时，基床表层顶面动位移均小于 1 0 0 m m，能够满足 T B 1 0 6 2 1 -2 0 0 9 高速铁路 设计规范( 文中简称 规范 )关于路基面动位移 小于 1 0 0 mm的要求 1 ，故新型防排水结构层 的 铺设厚度建议不应小于 1 5 c m。 表 3 基床不同位置动位移比较 图 1 4给出了基床动位移沿横断面的变化曲线。 由图 1 4可知 ，防排水结构层顶面、底面动位移沿 线路横向呈近似抛物线型分布，最大值出现在轨道 中线位置 ；防排水结构层顶、底面动位移随防排水 结构层厚度增加而减小 ，距线 路 中线 5 0 m 以外 动位移受其影响较小。 2 3 3 竖向振动加速度分布规律 图 1 5给出了不同防排水结构层厚度时基床不 同深度处竖 向振 动加速度 。由图 1 5可知 ，竖 向振 动加速度随深度的增加而逐渐减小 ，其衰减主要发 生在路基上部 3 0 m 范围 内；防排水结构层 以上 振动加速度的波动较大，路基面下 3 0 m深度位 置的振动加速度较路基面处衰减了约 7 0 。 图 1 6 给出了不同防排水结构层厚度时基床各 层位的竖 向振动加速度 。由图 l 6可知 ，随着防排 加 鲫 加 0 日 【 ， 慢臀匣崮 l 4 中国铁道科学 第 3 7 卷 水结构层厚度的增加 ，基床各位置的竖向振动加速 度均变化不大 。 防排水结构层厚度 c m ( a 】 防排水结构层顶面 距线路中线距离， m ( b ) 防排水结构层底面 图 1 4 基床动位移沿横断面分布曲线 1 0 要 2 o 恒 3 o 4 0 5 0 图 1 5 竖向振动加速度 ( ms a ) 0 l 2 3 4 5 6 竖向振动加速度随深度的衰减曲线 防排水结构层厚度 c m 图 1 6 竖向振动加速度与防排水结构层厚度的关系 以基床表层顶面的振动加速度为基准 ，得到的 振动加速度和振动加速度衰减系数见表 4 。由表 4 可知，当防排水结构层厚度为 1 O 和 1 5 c m时，防 排水结构层底面振动加速度衰减系数均约为 0 8 ； 当防排水结构层厚度为 2 0和 2 5 c m 时，防排水结 构层底面振动加速度衰减系数均约为 0 7 。由此可 看出，随着防排水结构层厚度增加 ，基床结构层下 部所受的振动影响有一定程度的减弱 。 表4 基床不同位置振动加速度比较 图 1 7 给出了基床振动加速度沿横断面变化曲 线 。由图 1 7可知 ，防排水结构层顶面、底面的竖 向振动加速度沿横向呈倒 “ V ”型分布，且随防排 水结构层厚度的增加而减小 ；防排水结构层的振动 加速度峰值约为 5 0 m S ，出现在轨道中线位 置 ，距线路中线 5 0 m 以外 的振动加速度 受其影 响不 显著。 O 距线路巾线距离 m ( a ) 防排水结构层顶面 距线路中线距离， m ( b ) 防排水结构层底面 图 1 7 基床振动加速度沿横断面分布曲线 6 5 4 3 2 l N I I 【) 最厦瑚 第 2期 防排水结构层对铁路基床动力响应的影响研究 3 结论 ( 1 )基床动响应分布规律的数值计算结果与现 场实测结果的变化趋势基本一致；基床内动土压力 沿深度方向呈指数型衰减，铺设防排水结构层可加 快基床内动应力的衰减 ，且在 2 0 c m厚的防排水结 构层 内动应力衰减了 1 5 以上 。 ( 2 )基床表层顶 面动应 力沿横 断面呈 “ 马鞍 形”分布 ，峰值出现在轨道投影的正下方 ；随着防 排水结构层厚度的增大，防排水结构层底面动应力 明显减小 ；增加防排水结构层厚度能够减弱列车振 动荷载对防排水结构层下部动应力的影响。 ( 3 )基床动位移沿深度方向近似呈幂函数型衰 减 ，且随着 防排水结 构层厚度增加 ，整体 向左偏 移；防排水结构层顶 、底部竖 向动位移沿线路横向 呈抛物线型分布；根据 规范 要求 ，考虑防排水 结构层的参振作用，建议新型防排水结构层的铺设 厚度不应小于 1 5 c m。 ( 4 )振动加速度随深度的加深而减小 ，其衰减 主要发生在路基面下 3 0 m 范围内，防排水结构 层的振动加速度沿横 向呈倒 “ V”型分布；增加 防 排水结构层厚度对路基下部结构的振动加速度有一 定程度 的减弱作用。 参 考 文 献 1 AD E M H H，V ANA P A LL I S KC o n s t i t u t i v e Mo d e l i n g Ap p r o a c h f o r E s t i ma t i n g t h e 1 - D He a v e wi t h Re s p e c t t o T i m e f o r E x p a n s i v e S o i l s E J I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 3 ， 7( 2 ) ：1 9 9 2 0 4 2 I T O M，AZ AM S D e t e r mi n a t i o n o f S we l l i n g a n d S h r i n k a g e P r o p e r t i e s o f Un d i s t u r b e d E x p a n s i v e Soi l s J Ge o t e c h n i c a l a n d Ge o l o g i c a l E n g i n e e r i n g，2 0 1 0，2 8 ( 4 ) ：4 1 3 4 2 2 3 T RI P ATHY S ， S UB B A - R AO K S _C y c l i c S w e l l - S h r i n k B e h a v i o u r o f a Comp a c t e d E x p a n s i v e Soi l J G e o t e c h n i c a l a n d Ge o l o g i c a l En g i n e e r i n g，2 0 0 9 ，2 7 ( 1 )：8 9 1 0 3 4 冯玉勇，张永双，曲永新，等南昆铁路百色盆地膨胀土路堤病害机理研究 I - J 岩土工程学报，2 0 0 1 ，2 3( 4 ) ： 46 3 4 67 ( F ENG Yu y o n g，ZHANG Yo n g s h u a n g ，Qu Yo n g x i n，e t a 1 Me c h a n i s m o f E mb a n k me n t De f e c t s Ca u s e d b y Ex p a n s i v e Soi l s i n B a i s e B a s i n ，Na n k u n Ra i l wa y J C h i n e s e J o u r n a l o f Geot e c h n i c a l E n g i n e e r i n g ，2 0 0 1 ，2 3( 4 ) ：4 6 3 4 6 7 i n Ch i n e s e ) 5 孙文静，周劲松 ，宫岛基于格林 函数法的车辆一轨道垂向耦合系统随机振动分析 I- J 中国铁道科学，2 0 1 5 ， 3 6 ( 1 ) ：6 1 6 7 ( S UN We n j i n g ，Z HOU J i n s o n g ，G ONG Da o An a l y s i s o n R a n d o m Vi b r a t i o n o f Ve h i c l e - T r a c k Ve r t i c a l Co u p l i n g S y s t e m wi t h Gr e e n F u n c t i o n Me t h o d E J C h i n a R a i l wa y S c i e n c e ，2 0 1 5 ，3 6( 1 ) ：6 1 6 7 i n C h i n e s e ) 6 P E D R O A C ， R U I C ， A N T O N I O S C ， e t a 1 I n f l u e n c e o f Soi l N o n - L i n e a r i t y o n t h e D y n a m i c R e s p o n s e o f Hi g h - S p e e d R a i l wa y Tr a c k J Soi l D y n a mi c s a n d E a r t h q u a k e E n g i n e e r i n g ，2 0 1 0 ，3 0( 4 ) ：2 2 1 2 3 5 7 AL S HA E R A，D UHAME L D，S A B K，e t a 1 E x p e r i me n t a l S e t t l e me n t a n d Dy n a mi c B e h a v i o r o f a P o r t i o n o f Bal l a s t e d R a i l wa y Tr a c k u n d e r Hi g h S p e e d Tr a i n s J J o u r n a l o f S o u n d a n d Vi b r a t i o n ， 2 0 0 8 ，3 1 6( 5 ) ：2 1 1 2 3 3 8 梁波，罗红 ，孙常新高速铁路振动荷载的模拟研究 E J 铁道学报 ， 2 0 0 6 ， 2 8( 4 ) ：8 9 9 4 ( L I AN G t 3 o ， L UO Ho n g ， S UN C h a n g x i m S i mu l a t e d S t u d y o n Vi b r a t i o n L o a d o f Hi g h S p e e d R a i l wa y J J o u r n a l o f t h e C h i n a Ra i l wa y So c i e t y ，2 0 0 6，2 8 ( 4 ) ：8 9 9 4 i n Ch i n e s e ) 9 荆志东 ，刘俊新红层泥岩半刚性基床结构动态变形试验研究 J 岩土力学，2 0 1 0 ，3 1( 7 ) ： 2 1 1 6 2 1 2 1 ( J I NG Z h i d o n g，LI U J u n x i n Ex p e r i me n t a l Re s e a r c h o n Dyn a mi c De f o r ma t i o n s o f S e mi - Ri g i d S t r u c t u r e s o f S u b g r a d e B e d - Mu d s t o n e o f R e d B e d s E J Ro c k a n d Soi l Me c h a n i c s ，2 0 1 0 ，3 1( 7 ) ：2 1 1 6 - 2 1 2 1 i n C h i n e s e ) 1 O C AI Y Q，C HE N Y，C AO Z G，e t a 1 Dy n a mi c Re s p o n s e s o f a S a t u r a t e d P o r o e l a s t i c Ha l f - S p a c e G e n e r a t e d b y a Mo v i n g Tr u c k o n t h e Un e v e n P a v e me n t J S o i l D y n a mi c s a n d E a r t h q u a k e E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 5 ， 6 9 ：1 7 2 1 8 1 1 1 孔祥辉 ， 蒋关鲁 ， 李安洪，等基于三维数值模拟的铁路路基动力特性分析 J 西南交通大学学报，2 0 1 4 ， 4 9 ( 3 ) ：4 0 6 - 4 1 1 ( KO NG Xi a n g h u i ，J I ANG Gu a n l u ，L I An h o n g ，e t a 1 A n a l y s i s o f D yna mi c C h a r a c t e r i s t i c s o f R a i l wa y S u b g r a d e Bas e d o n Th r e e Di me n s i o n a l Nu me r i c a l S i mu l a t i o n I- J J o u r n a l o f Sou t h w e s t J i a o t o n g Un i v e r s i t y ，2 0 1 4 ，4 9( 3 ) ： 4 0 6 4 1 1 i n Ch i n e s e ) l 6 中国铁道科学 第 3 7卷 1 2 E 1 3 1 4 1 5 3 BI AN X C，J I ANG H G，CHENG C，e t a 1 Fu l l S c a l e Mo d e l Te s t i n g o n a B a l l a s t l e s s Hi g h - S p e e d Ra i l wa y u n d e r S i mu l a t e d Tr a i n Mo v i n g L o a d s口 S o i l D y n a mi c s a n d E a r t h q u a k e E n g i n e e r i n g ，2 0 1 4 ， 6 6 ：3 6 8 3 8 4 杨果林 ，王亮亮，房以河，等云桂高速铁路不同防水层基床动力特性现场试验 J 岩石力学与工程学报， 2 0 1 4。3 3 ( 8 )：1 6 7 2 1 6 7 8 ( YANG Gu o l i n，W ANG Li a n g l i a n g ，FANG Yi h e ，e t a 1 I n - S i t u Te s t o n Dy n a mi c C h a r a c t e r i s t i c s o f Cu t t i n g S u b g r a d e wi t h D i f f e r e n t Wa t e r p r o o f L a y e r s a l o n g Yu n - Gu i Hi g h - S p e e d Ra i l wa y J C h i n e s e J o u r n a l o f Ro c k Me c h a n i c s a n d En g i n e e r i n g，2 0 1 4 ，3 3 ( 8 )：1 6 7 2 1 6 7 8 i n Ch i n e s e ) 陈育民，徐鼎平F L A C F L AC a 。 基础与工程实例 E M 2版北京：中国水利水电出版社，2 0 1 3 ( C HE N Yu mi n ，X U Di n g p i n g F L AC F L AC a 。F o u n d a t i o n a n d E n g i n e e r i n g E x a mp l e s M 2 n d e d B e ij i n g ： Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d El e c t r i c P o we r P u b l i s h i n g Ho u s e ，2 0 1 3 i n Ch i n e s e ) 中华人民共和国铁道部TB 1 0 6 2 1 -2 0 0 9高速铁路设计规范 ( 试行) s 北京 ： 中国铁道出版社， 2 0 0 9 ( M i n i s t r y o f Ra i l wa y s o f t h e P e o p l e S Re p u b l i c o f Ch i n a TB 1 0 6 2 1 2 0 0 9 Co d e f o r De s i g n o f Hi g h S p e e d Ra i l wa y E s B e ij i n g ： C h i n a R a i l w a y P u b l i s h i n g Ho u s e ，2 0 0 9 i n C h i n e s e ) Ef f e c t o f W a t e r pr o o f i ng a n d Dr a i n a g e S t r u c t u r e La y e r o n Dy na mi c Re s po ns e o f Ra i l wa y S u b g r a d e Be d YANG Gu o l i n ，QI U Mi n g mi n g ，S HE N Qu a n，L I N Yu l i a n g ( S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g，Ce n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y，Ch a n g s h a Hu n a n 4 1 0 0 7 5，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Th e wa t e r p r o o f i n g a n d d r a i n a g e s t r u c t u r e l a y e r wi t h s e mi r i g i d c o mp o u n d wa t e r p r o o f ma t e r i a l wa s a d o p t e d f o r t h e n e w s u b g r a d e b e d o f e x p a n s i v e s o i l c u t t i n g o f Yu n - Gu i r a i l wa y Th e e f f e c t o f wa t e r p r o o f i n g a n d d r a i n a g e s t r u c t u r e l a y e r u n d e r t r a i n v i b r a t i o n l o a d o n t h e d y n a mi c r e s p o n s e o f s u b g r a d e b e d wa s s t u d i e d b y me a n s o f f i e l d t e s t s a n d n u me r i c a l s i mu l a t i o n Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e d y n a mi c e a r t h p r e s s u r e o f s u b g r a d e b e d a t t e n u a t e s e x p o n e n t i a l l y a l o n g d e p t h d i r e c t i o n，a n d t h e l a y i n g o f wa t e r p r o o f i n g a n d d r a i n a g e s t r u c t u r e l a y e r c a n a c c e l e r a t e t h e a t t e n u a t i