基于離散-連續(xù)方法的昔格達(dá)地層鐵路隧道基底動(dòng)力特性及長(zhǎng)期沉降研究.pdf

1、隨著中國(guó)西部大開發(fā)的繼續(xù)深入，西南地區(qū)鐵路的建設(shè)迎來新的高潮。成昆鐵路復(fù)線米易至攀枝花段，峨眉山至米易段正在如火如荼的建設(shè)中。新建成昆鐵路將穿越我國(guó)四川攀西地區(qū)特有的昔格達(dá)地層。昔格達(dá)地層質(zhì)軟，易風(fēng)化剝落，最顯著的特點(diǎn)是水穩(wěn)性差，遇水軟化崩解呈現(xiàn)流塑性。在既有老成昆鐵路隧道病害調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，穿越昔格達(dá)地層的隧道均出現(xiàn)大量翻漿冒泥、道床下沉、襯砌裂損等病害，給老成昆鐵路的運(yùn)營(yíng)帶來極大的安全隱患。
　　本文以國(guó)家自然基金項(xiàng)目“昔格達(dá)組地

2、層高速鐵路隧道圍巖承載能力及災(zāi)變控制技術(shù)研究”為依托，采用文獻(xiàn)調(diào)研、理論分析、室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)、離散-連續(xù)耦合方法的數(shù)值模擬等多種研究手段，探究了列車荷載作用下昔格達(dá)地層隧道基底動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律，并提出了昔格達(dá)粘土在循環(huán)荷載下的累積塑性應(yīng)變公式，意在為在建鐵路隧道基底施工提供科學(xué)依據(jù)，改善施工工藝，減少后期運(yùn)營(yíng)過程中因列車荷載反復(fù)作用引起的各種病害，從而節(jié)約大量的后期維護(hù)成本。主要研究工作及結(jié)論如下:
　　(1)通過多工況的昔格達(dá)粘土動(dòng)

3、三軸試驗(yàn)，研究了其在循環(huán)荷載作用下的累積塑性變形、動(dòng)彈性模量、阻尼比的變化規(guī)律，建立了考慮含水率的累積塑性變形模型。研究表明:昔格達(dá)粘土累積塑性變形曲線可分為穩(wěn)定型和破壞型，曲線類型主要受動(dòng)應(yīng)力比和含水率的影響。累積塑性變形隨著動(dòng)應(yīng)力比、靜偏應(yīng)力比、含水率的增大而增大，隨著圍壓和荷載頻率的增大而減小。
　　(2)運(yùn)用試塊沖擊模擬試驗(yàn)驗(yàn)證了FLAC3D6.0內(nèi)置耦合方案在耦合界面應(yīng)力的連續(xù)性，并基于室內(nèi)三軸剪切試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別在FLA