摘要：开发一种2．5维有限单元结合薄层单元的高效数值方法来研究铁路轨道和周围地基在列车运动荷载作用下的振动响应以及应力波在三维地基中的传播问题。其中轨道被简化成铺设在无限半空间上的欧拉梁，具有复杂构造和地质条件的路基近场区域则采用有限单元来模拟，并且利用动力薄层单元构建透射边界来模拟波在远场土体中的传播。通过沿轨道方向的波数变换将三维问题降维成每个节点有3个自由度的平面应变问题，对求解得到的结果进行波数扩展，获得轨道和地基在移动荷载作用下的三维动力学问题的解。考虑单一移动荷载和列车多轮重荷载两种情况下轨道的振动以及周围地基中的响应波场，并用瑞典X2000高速列车运行的现场测试数据对计算结果进行验证，分析列车荷载作用下地基的响应特性和在特定场地上运行高速列车时临界速度的确定。

关键词：岩土力学 高速列车 地基波动 频率波数解析 薄层单元 

单位：浙江大学建筑工程学院; 浙江杭州310027