列车荷载下冻土路基非平稳随机振动的时域显式分析法

该文档主要探讨了列车荷载下冻土路基的非平稳随机振动分析，着重于时域显式法在这一领域的应用。中国作为世界上重要的冻土区，冻土路基的稳定性对铁路安全至关重要，尤其是在“一带一路”倡议推动下的铁路建设与维护。随着列车频繁通行和气候变化，冻土区铁路的动态响应问题日益凸显。 研究者们以前沿的现场监测和数值分析方法为基础，如马巍和朱占元的实地研究，以及Stevens、孔祥兵和李双洋等人的工作，主要关注了一次性列车荷载对路基位移和应力的影响。然而，这些研究通常假设列车荷载为确定性，忽略了实际运行中的轨道不平顺、列车类型和轴重差异导致的随机性。列车驶过过程中，顶部荷载的统计特性随时间变化，因此非平稳随机荷载模型更为贴切。 时域显式法作为一种有效的工程分析工具，已在高层建筑、桥梁和复杂结构系统中广泛应用。它允许在随机振动分析中针对关键响应进行降维，提高计算效率。时域显式直接法和时域显式蒙特卡罗模拟法是两种常用的方法：前者利用统计特征直接计算响应的前两阶统计矩；后者则通过生成大量随机激励样本，结合时域显式表达式进行高效的随机模拟。 本文旨在填补空白，提出一种针对随机列车荷载作用下冻土路基的动力响应分析新方法，这将有助于更精确地评估冻土路基的长期稳定性，从而为冻土区铁路的设计、维护和安全保障提供更为科学的依据。通过时域显式法，研究人员有望获得更全面、动态的路基响应结果，更好地应对冻土路基在复杂工况下的挑战。