列車荷載作用下黃土地區(qū)隧道振動響應分析與運營沉降研究.pdf

1、隨著地下軌道交通的快速發(fā)展，地鐵列車荷載引發(fā)的土體振動和變形成為影響地鐵運營安全的重要因素。目前關于動荷載作用下黃土動力特性和變形研究多基于地震或震陷。與地震荷載相比，地鐵列車荷載具有小幅值、長持續(xù)時間等特點，而對于地鐵列車荷載長期作用下黃土的動力特性和變形研究相對較少?；谝陨显?，本文以西安地鐵四號線為工程背景進行了以下研究：
　　1）通過振動三軸試驗，研究非飽和黃土的動應力—動應變和動應力—殘余應變關系，得到：在同一動應變之

2、下圍壓、固結應力比越高，動應力幅值越大。
　　2）通過循環(huán)三軸試驗，得到隨著動應力幅值的增加，非飽和黃土殘余應變也隨之增加。
　　3）ABAQUS數值分析結果表明：豎直方向振動響應大于水平方向振動響應；地層的振動響應大于地表振動響應；地表振動響應在距隧道軸線一定水平距離會出現“局部放大”現象；地層振動響應在地表附近和隧道鄰近區(qū)域出現了“局部放大”現象；荷載頻率越低，地表的振動響應越大；在隧道鄰近區(qū)域之外的土體，頻率越低振動響

3、應越大；隧道鄰近區(qū)域的土體，振動響應規(guī)律各不相同，高頻荷載的加速響應較大，低頻荷載的速度響應較大，中間頻率荷載的位移響應較大；速度為某一特定值時，振動響應最大。
　　4）使用Chai-Miura模型結合分層總和法研究了塑性沉降的累積效應，得出：隧道鄰近區(qū)域土體的靜動偏應力分布會發(fā)生突變；在地鐵行車荷載作用初期，地表沉降增長很快，增長速度隨著地鐵行車荷載循環(huán)作用次數的增加而逐漸變緩，沉降穩(wěn)定時，地面的沉降最大值為18.0mm，隧道下