浅谈受扰动地铁隧道土体在列车周期性振动荷载下位移规律的研究

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1、Y1031818申请同济大学工学硕士学位论文受扰动地铁隧道土体在列车周期性振动荷载下位移规律的研究(新世纪优秀人才支持计划资助NCET一05—0386)培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程岩土工程黄耿彩刘国彬教授二Oo七年三月摘要地铁列车的长期振动不仅会造成隧道结构本身的不均匀沉降，同时也会使隧道周围软土产生振陷；而实际工程经验表明受扰动的地铁隧道土体在车致振动下会产生更大的振陷，影响地铁安全运营。所以研究受扰动地铁隧道土体在列车长期振动荷载作用下的位移规律，对运营地铁附近有基坑开挖等卸载扰动时地铁的安全运营有重要意义。本文在前人研究的基础上首先研

2、究了地铁列车振动荷载模拟的问题，然后研究了受扰动土的特性，从土体的长期微振动受荷特点入手，引入土体的疲劳损伤理论，力图描述受扰动土的长期动力特性。研究主要进行了地铁隧道土体在不同侧压下动力响应的室内实验研究，在拟合实验结果的基础上进行趋势预测，在一定的假设条件下计算出各种情况下的振陷值，并与实际工程中的典型例子实测值进行对比分析，较好的模拟了工程的实际情况。在理论和实践两方面都呈现出地铁隧道附近有基坑开挖等卸荷扰动因素影响时隧道土体的振陷值，并警示出如果这种卸荷扰动影响过大(比如侧压系数降到0．5)则振陷值将明显增大，将对地铁安全运营造成较大威胁。本文的创意在于引入土体的疲劳损伤

3、理论描述受扰动土的长期动力特性，在室内实验中通过卸围压来模拟实际工程中基坑开挖等卸载扰动，通过室内实验研究受扰动土体在车振荷载下的动力响应，对受扰动的地铁隧道土体在列车周期性振动荷载下的位移规律进行了一定程度的研究。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键词：受扰动土，列车振动，振陷，动三轴，动应力比，动应变AbsWactABSTRACTThetrain-inducedlong—termvibrationnotonlyresultsinthesettlementoftunnelitself,butalsocausetheSOflensoftortrain—induceds

4、ettlement．Andtherealprojectshowthelargersettlementwouldbemadeontheturbulentsoilandaffectthetrainoperation．Soresearchondisplacementlawwhichisarisenbytraininalongterm，especiallyadjacenttoexcavation,ismeaningful．Basedontheresearchworkbefore．firstly,thetraininducedloadiSstudiedandsimulated，andthe

5、nthepropertyofturbulentsoilisstudied．Fromtheangleoflongtermmicro-vibrationload，thedamagetheoryofsoil，whichtrytoexplainthedynamicsofturbulentsoil，isadopted．ThedynamicresponseofsoRsoilunderdifferentradialpressureisstudied．Onthebaseoffittingresultofexperiment，thepredictionofsettlementtendencyism

6、ade．Settlementofsupposedcertainsituationiscalculatedandcomparedtothefielddata,whichshowgoodagreementtoreality．Anditissllowedthattheexcavationactivityadjacenttotunnelwillarisesettlementintheaspectoftheoryandpractice．andalsoitwarnedthatiftheturbulenceisincrease(radialpressurebelowO．5)，thesettle

7、mentwouldbegreatlylarge，whichendangerthesafetyofmetro·line．Thecreativityconsistintheintroductionofthenotionofturbulentfunctionofsoil，theturbulentsituationissimulatedforrealexcavationthroughunloadingradialpressure．Thedynamicresponseofturbulent