地鐵運營荷載下飽和粉砂土的動力特性和本構(gòu)模型研究.pdf

1、地鐵-亦稱城市軌道交通，由于諸多優(yōu)點，地鐵受到了人們的青睞，地鐵建設(shè)在我國各大城市如火如荼的展開，許多城市都在建或者已經(jīng)建成地鐵線路。南寧作為廣西壯族自治區(qū)首府以及東盟博覽會永久舉辦城市，因為人口眾多，同樣面臨巨大的交通壓力，因此許多年前便規(guī)劃了8條地鐵線路并多條線路同時開展建設(shè)。地鐵1號線于2010年正式開始建設(shè)，于2016年12月全面建成通車，南寧市也成為了我國首個少數(shù)民族地區(qū)開通地鐵的城市。粉砂土在我國有著廣泛的分布。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后，在地鐵運營所產(chǎn)生的循環(huán)荷載作用下，粉砂土層會產(chǎn)生相應的動力響應以及長期累積變形，對地鐵運營的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生影響。因此，本文首先通過開展一系列動靜三軸試驗得到了南寧地區(qū)飽和粉砂土的動力特性，然后利用改進得到的本構(gòu)模型模擬了試驗過程，將數(shù)值模擬與試驗結(jié)果對比驗證了本文改進模型的適用性，最后運用本文模型進行數(shù)值模擬同時結(jié)合經(jīng)驗公式預測了地鐵運營荷載下南寧地區(qū)粉砂土

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

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