随着我国冻土地区铁路运营里程的不断提升，冻土路基在随机列车荷载作用下的动力响应分析成为了急需解决的工程问题。本文以青藏铁路某路基横断面为例，采用时域显式蒙特卡罗模拟法，计算其在随机列车荷载作用下响应的统计特征。首先，提出列车驶过施加在路基顶面荷载的快速计算方法，并引入轨道不平顺及列车行驶速度两类随机参数，以生成随机分析所需的大量荷载样本。然后，采用数值积分方法将运动方程在时域上进行离散，建立任意离散时刻冻土路基动力响应关于列车荷载的显式表达式。基于该显式表达式，可以高效地实施蒙特卡罗模拟，得到在随机列车荷载作用下路基关键响应的均值、标准差和峰值等统计量。采用该方法，分析了路基在夏冬两个季节不同深度处的随机动力响应，发现在夏季路基浅层中的位移和速度响应最为剧烈。数值算例表明，时域显式蒙特卡罗模拟法在冻土路基随机振动分析中具有理想的计算精度和计算效率。
将随机振动理论、粘弹性边界条件的二维波动法以及结构动力分析有限元法结合起来,考虑场地地震动为零均值的高斯平稳随机过程,对青藏铁路多年冻土区桩基础桥墩进行了随机地震反应分析,计算了9度地震作用下桥墩随机地震响应最大值的均值和均方差,分析了冻土层及桥墩高度对桥墩随机地震响应的影响。
利用随机振动理论和动力分析的有限元方法,将场地地震动考虑为均值为零的高斯平稳随机过程,对青藏铁路多年冻土区典型桥墩进行了随机地震反应分析,计算了9度地震作用下桥墩随机地震响应的统计特性,分析了冻土层对桥墩地震反应的影响。研究结果表明,冻土层对桥墩地震反应具有显著影响。