地鐵運(yùn)營(yíng)荷載下飽和粉砂土的動(dòng)力特性和本構(gòu)模型研究.pdf

1、地鐵-亦稱(chēng)城市軌道交通，由于諸多優(yōu)點(diǎn)，地鐵受到了人們的青睞，地鐵建設(shè)在我國(guó)各大城市如火如荼的展開(kāi)，許多城市都在建或者已經(jīng)建成地鐵線(xiàn)路。南寧作為廣西壯族自治區(qū)首府以及東盟博覽會(huì)永久舉辦城市，因?yàn)槿丝诒姸?，同樣面臨巨大的交通壓力，因此許多年前便規(guī)劃了8條地鐵線(xiàn)路并多條線(xiàn)路同時(shí)開(kāi)展建設(shè)。地鐵1號(hào)線(xiàn)于2010年正式開(kāi)始建設(shè)，于2016年12月全面建成通車(chē)，南寧市也成為了我國(guó)首個(gè)少數(shù)民族地區(qū)開(kāi)通地鐵的城市。粉砂土在我國(guó)有著廣泛的分布。根據(jù)以往的諸

2、多地質(zhì)勘察資料，南寧地區(qū)分布有大量的粉砂土地層，南寧城市地鐵隧道建成通車(chē)后，在地鐵運(yùn)營(yíng)所產(chǎn)生的循環(huán)荷載作用下，粉砂土層會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)力響應(yīng)以及長(zhǎng)期累積變形，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生影響。因此，本文首先通過(guò)開(kāi)展一系列動(dòng)靜三軸試驗(yàn)得到了南寧地區(qū)飽和粉砂土的動(dòng)力特性，然后利用改進(jìn)得到的本構(gòu)模型模擬了試驗(yàn)過(guò)程，將數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了本文改進(jìn)模型的適用性，最后運(yùn)用本文模型進(jìn)行數(shù)值模擬同時(shí)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)了地鐵運(yùn)營(yíng)荷載下南寧地區(qū)粉砂土

3、層的長(zhǎng)期沉降。本文研究?jī)?nèi)容對(duì)南寧地鐵建設(shè)以及后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義。
　　本文的研究成果可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面:
　　(1)隨著固結(jié)應(yīng)力的增大，飽和粉砂土的抗剪強(qiáng)度逐漸增大，且不同固結(jié)方式下增量都較為一致。在固結(jié)應(yīng)力相同的情況下，偏壓固結(jié)比等壓固結(jié)時(shí)的土體抗剪強(qiáng)度高，表明偏壓固結(jié)相對(duì)于等壓固結(jié)對(duì)土體的強(qiáng)度有一定的加強(qiáng)作用。
　　(2)循環(huán)荷載作用下，等壓固結(jié)條件下土體存在拉應(yīng)變明顯大于壓應(yīng)變的情況。由于土體發(fā)了

4、弱化，而試驗(yàn)初期預(yù)估了土體剛度，所以在土體偏壓固結(jié)條件下循環(huán)加載過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)動(dòng)應(yīng)力幅值衰減的情況，且動(dòng)應(yīng)力比較大時(shí)該現(xiàn)象更加明顯。
　　(3)隨著循環(huán)荷載動(dòng)應(yīng)力比增加，飽和粉砂土的孔壓增長(zhǎng)速度明顯加快。雖然循環(huán)加載過(guò)程中固結(jié)應(yīng)力大的土樣孔壓增長(zhǎng)速度更快，但是孔壓比（增加孔壓與固結(jié)應(yīng)力的比值）的增長(zhǎng)卻較小。當(dāng)固結(jié)應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力比相同時(shí)，偏壓固結(jié)條件下的孔壓增加速度要等比等壓固結(jié)時(shí)慢。
　　(4)當(dāng)動(dòng)應(yīng)力比和固結(jié)應(yīng)力相同時(shí)，偏壓固