随着城市人口的不断增长,城市的交通状况也日趋恶劣。为缓解城市交通压力,地铁等地下交通设施被各大城市广泛采用。地下交通设施往往穿行于人口和建筑物密集区域,在减轻城市交通压力的同时,产生的振动会通过衬砌以及土体传递到建筑物和地表,这些振动会打扰到沿线居民的生活、引起周边建筑的损伤、干扰精密仪器的使用。此外,在城市浅埋隧道的施工和运营阶段,地表的交通荷载也将对隧道产生明显动力影响。因此,地表和地下交通荷载作用下的地基振动响应特性具有重要研究意义。基于现有研究背景,本文开展了关于地表和地下交通荷载作用下地基振动的响应特性研究,主要研究工作如下:1、建立了地表移动荷载下三维弹性半空间中隧道振动分析模型,获得了地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动响应。采用弹性中空圆柱体描述隧道衬砌,周围土体被模拟为含有圆柱形孔洞的粘弹性半空间,地表车辆荷载简化为4个均布矩形荷载。通过波形转换对地表和衬砌-土体接触处的边界条件进行描述,在频域中获得控制方程基本解,利用快速Fourier变换获得时域结果求得。分析了不同速度下的车辆荷载与隧道轴线水平距离的变化对不同埋深的浅埋隧道动应力分布的影响和变化规律。2、建立了 一个含圆柱形孔洞的三维分层土层解析单元模型,该模型由带有孔洞的分析单元、薄柱体单元以及若干个薄壳单元结合得到,采用波函数法以及傅里叶变换对其进行求解,该模型可以对含孔洞的层状地基在地表移动荷载和孔洞内移动荷载作用下的振动问题进行求解预测。着重研究了地表移动荷载作用下,隧道埋深对地表振动响应的影响。此外,还研究了轨道板的固有频率对地下移动列车荷载引起的地表振动响应的影响。3、基于含圆柱形孔洞三维土层解析单元模型,引入虚拟激励法方法,提出了一种三维分层地基中列车-轨道-隧道-土体系统非平稳随机振动分析方法,地铁列车采用多个自由度刚体系统进行模拟,钢轨和轨下垫板被模拟为无限长的欧拉梁,本文研究对比了浮置板轨道与直接固定板轨道下的随机振动响应,此外还对列车速度、层间刚度对随机振动响应的影响进行了参数分析。本文建立了地表交通荷载与地下交通荷载引起的地基振动理论分析模型,深入研究了地表和地下交通作用下含隧道地基的环境振动问题,为准确评估地表车辆荷载以及地铁列车引起的地基振动问题提供了技术支持。