高速移动荷载下多孔饱和固体的动力响应

本课题应用解析及数值方法研究高速移动的列车荷载作用下流固两相的多孔饱和固体的动力响应。首先用积分变换求解均质多孔饱和半空间在移动荷载作用下的应力和位移；然后用积分变换及小波变换探讨层状和非均质多孔饱和半空间在移动荷载作用下的动力响应；最后用非线性有限元研究多孔饱和半空间在移动荷载作用下的弹塑性动力问题。本课题对高速铁路的设计与建造有着重要意义。当列车以普通速度运行时，路基（铁路的地基）的动力响应与静力响应相差不大，但当列车的速度接近或达到土的表面波速时，路基将产生很大的振动与波动。我国即将建造高速铁路的地区存在大量的多孔饱和软土地基。饱和软土的孔隙中充满液体，其力学机理远比普通的弹性体复杂，当高速列车的车速接近或达到甚至超过土的表面波速时，多孔饱和固体（地基）会产生一系列我们尚未了解的力学行为。本研究不但具有重要的工程背景，而且在理论研究上也是一个新的课题，有待我们作深入的探索。