1.1 工程背景与研究意义
随着经济的发展，运输车辆的载重日益增大，荷载速度也有很大程度提高，如我国兴建的高速铁路，最高车速将超过350kn）／h。高速列车、地铁所引起的地基土体的振动的问题日益增大，影响的范围也在随之变大，主要表现在以下三个方面：
（1）高速移动荷载作用下路基的变形特性与普通荷载作用下路基的变形有着很大的差别，地基的沉降随着列车速度的增加而不断加大。据瑞典国家铁路局和其他单位联合进行的高速列车振动的现场测试，高速列车的通过引起了非常大的沉降，已经超过了保证铁路安全运营的界限“j。另外，许多学者对高速移动荷载下路基的振动进行了调查研究也发现L2j，当荷载的移动速度小于土体的表面波速度的一半吋，地基的动力位移与静力荷载作用下的位移相差不大，但当荷载的移动速度增大并接近表面波速时，地基的位移将是静力值的5—6倍，产生很大的地面振动与波动。该地面振动并不是由于荷载本身振动引起的，而是由荷载高速移动引起的，这与超音速飞机在跨越声障时机身会产生很大地振动相似，即高速列车诱发的马赫效应．
（2）高速移动荷载作用下对饱和土体内孔隙水压力、应力分布的影响，由于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吋，多子L饱和地基会产生一系列尚未了解的力学行为。
（3）交通荷载引起的振动对周围环境的影响，如交通车辆对建筑物、对精密仪器正常使用的影响。交通荷载（如轻轨）引起的环境振动，振幅和能量都比较小，从安全的角度讲，它不会造成像地震那样的剧烈损害。但是，这种振动的作用是长期存在和反复发生的。长期作用于建筑物，将引起结构的动力疲劳和应力集中，严重吋还会引起结构的整体或局部的动力失稳，如地基产生液化、基础下沉或不均匀下沉，墙体裂缝，建筑物倾斜甚至局部损坏。城市轨道交通及地下铁道运行路线不可避免地会穿过安装有精密仪器的厂房、医院、实验室等对振动特别敏感的区域。当振动达到一定强度时，就会影响这些区域中精密仪器的正常使用。振动对居住在铁路线周围的居民影响很大，不但影响睡眠甚至影响健康。
值得指出的是尽管目前已经有很多模型被用来分析高速列车、地铁等交通荷载产生的地面振动，但对交通荷载作用下地基内部动力响应的相关文献较少，而且一般将问题处理为线弹性土的简单几何构形（如均质的半空间）的表面移动载荷问题。对高速移动荷载作用下饱和土的动力特性研究更少。因此利用移动载荷引起的饱和土体动力响应来模拟高速列车、地铁所引起的地基土体的振动具有较强的工程实际背景。
时至今日，为了减轻高速列车及客车等对地面振动及建筑的损害和影响，已经有各种各样的隔振措施，如：开口空沟、充填沟槽、混凝土连续墙、圆柱形的排孔及圆柱形的排桩等。桩基作为一种非连续的硬屏障隔振，在隔振工程中有着广泛的应用。桩基隔振的优点有：不受地下水位和土坡稳定的限制，当入射弹性波的波长很长时（特别是瑞利波），用桩基隔振能较易实现隔振深度大的要求。因此，对桩基和移动载荷相互作用的计算对桩基的隔振设计具有重要意义。此外，由于高速行驶车辆的动力作用，桩基会产生振动，并会受到一定的负摩擦。因此，对这种动力响应的定量计算义对邻近道路的桩基础设计具有重要意义。但是，由于计算上的困难，目前对桩基动力响应的研究只限于桩基在动力基础隔振方面（即载荷位置固定的情形），而对桩基和移动载荷的相互作用则很少有研究。目前的研究对了解桩基对动力基础的隔振效果具有一定的指导意义，但结果却无法考虑移动载荷对桩基的影响，例如：无法考虑载荷的移动速度对桩基隔振效果及动力响应的影响。而且，目前较多文献中的土介质模型都限于线弹性模型，对工程实际中经常遇到的饱和土模型则缺少研究。因此分析饱和土中的桩基和移动载荷的相互作用的研究不仅具有理论上的意义，而且对工程实际具有直接的指导意义。
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