地铁行车荷载作用下淤泥质黏土累积特性的试验研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004-9665／2011／19(4)一0460-07地铁行车荷载．作用下淤泥质黏土累积特性的试验研究术唐益群①②李琚②刘莎②周洁②王建秀①②杨坪①②(①同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092)(②同济大学地下建筑与工程系上海200092)摘要中国上海地区地铁隧道一般位于第④层淤泥质黏土层中，在地铁行车荷载作用下隧道周围土体变形引起隧道轴线沉降，有些区段隧道轴线沉降量已超过20cm，引起了一系列环境地质问题。本文以上海第④层原状淤泥质黏土为研究对象，通过室内循环三轴试验，模拟地铁运营过程中产

2、生的振动荷载，研究荷载作用下上海淤泥质黏土的累积应变、孔隙水压力及再固结后的Cu抗剪强度的变化规律，并分析加载过程中排水状态因素对土体特性的影响，得到一些重要结论，为上海地区地铁运营阶段行车荷载作用下土体变形，引起隧道轴线沉降的预测和防治提供了有价值地参考。关键词地铁行车荷载淤泥质黏土循环三轴试验累积应变孔隙水压力中图分类号：TU44文献标识码：AEXPER】[cENTALSTUDYoNTHEBEHAVIoRoFMUDDYCLAYIERSUBWrAYLoADINGTANGYiqun~LIJun~LIUSha②ZHOUJie②WANGJianxiu①②YANGPin②(O)K

3、eyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringofMinistryofEducation，TongfiUniversity，Shanghai200092)((~)DepartmentofGeotechnicalEngineering，TonalUniversity，Shanghai200092)AbstractDuringthecyclictriaxialtest，thevibrationloadingproducedbyShanghaiundergroundsubwayrunningissimulated．Thede

4、velopmentallawofacCumulatedstrainandporewaterpressureofundisturbedmuddyclayunderthissubwayloadingisstudied．Inaddition，theeffectofdrainedconditionduringcyclicloadingonthepropertiesofmuddyclayisalsoanalyzed．Attheendofthispaper，severalimportantconclusionsarepresented，whichaleveryusefultothepr

5、edictingandcontrollingoftunnelsettlementcausedbysubwayrunning．KeywordsSubwayloading，Muddyclay，Cyclictraixialtest，Accumulatedstrain，Porewaterpressure民便捷的同时，因其运营时产生的振动对地铁隧道l前言结构、隧道周围的土体和周围环境产生很大影响。已出现的地铁区间隧道在长期行车荷载作用下隧道随着城市交通的飞速发展，城市地铁在带给居周围土体变形，引起隧道轴线沉降沉降及地铁工程收稿13期：2011—02—10；收到修改稿日期：2011—0

6、6—15．基金项目：国家自然科学基金资助项目(40872178)，上海市重点学科(地质工程)建设项目资助(B308)．第一作者简介：唐益群，主要从事工程地质与环境地质方面的教学与科研工作．Email：tangyiqun2@mail．tongji．edu．cnl9(4)唐益群等：地铁行车荷载作用下淤泥质黏土累积特性的试验研究461耐久性问题已不容忽视。中国上海地铁隧道所处地质环境条件复杂，大部分地铁隧道埋置于第④层饱和淤泥质黏土层中。据有关部门的监测资料表明，上海地铁隧道在某区段轴线沉降量已超过20cm，严重影响了地铁的正常运营，而且还引起地铁线路周围一些老房屋的开裂⋯。因此

7、，研究地铁行车荷载作用下的隧道周围土体变形与隧道轴线沉降控制具有重要工程实践意义。地铁行车荷载是一种特殊的长时间往复施加的循环荷载，属于长期循环荷载范畴。许多学者对循环荷载作用下的软黏土特性进行了研究，综合考虑了荷载循环应力比、加荷次数、振动频率、土体超固结比等因素的影响，得到了土体形变、孑L隙水压力等图1多功能动态三轴试验系统方面的变化规律j。但绝大多数研究都基于理论Fig．IThedynamiccyclictraixialtestsystemGDS分析，并没有很好的模拟实际地铁运营过程中产生(GlobalDig