列車振動荷載作用下上下近距離交疊地鐵區(qū)間隧道周圍土體液化及振陷研究.pdf

1、隨著中國地鐵建設(shè)的蓬勃發(fā)展,地鐵列車的運行對周圍環(huán)境的影響越來越引起人們的高度重視.目前,地鐵列車的運行對周圍環(huán)境的影響研究主要集中在兩個方面:一是列車運行引起周圍環(huán)境的振動,二是列車振動引起隧道結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng).上海地質(zhì)條件較差,是易液化地層,地鐵列車的振動是否會引發(fā)隧道周圍土體的液化及振陷則鮮有研究.該文以上海市軌道交通明珠線二期工程南浦大橋站至浦東南路站地鐵區(qū)間近距離交疊隧道為背景,主要對在列車振動荷載作用下,隧道周圍土體的液化及振

2、陷進行數(shù)值模擬研究.首先,論文研究了地鐵列車振動荷載的特點及其作用下土體的力學(xué)性狀,計算出了地鐵列車振動荷載的變異系數(shù),得出了地鐵列車振動荷載能夠簡化為確定性荷載來分析的結(jié)論;單次地鐵列車動載的作用可以按不排水來考慮;無限次列車振動認為是慢速荷載,可以不進行動力分析來考慮;并借鑒南京地鐵車行動載下地基土動孔隙水壓實驗研究成果,給出了列車動載作用下隧道周圍土體液化及振陷的數(shù)值模擬方法.然后,歸整了地下結(jié)構(gòu)運動方程的建立及求解方法,簡述了巖

3、土工程有效應(yīng)力分析法的基本內(nèi)涵,并給出了對上海軟土描述較好的靜力和動力本構(gòu)關(guān)系及參數(shù)取值.通用有限元ANSYS軟件雖然功能強大,但沒有對上海軟土適應(yīng)較好的本構(gòu)關(guān)系,亦不能計算列車振動而產(chǎn)生的動孔隙水壓.論文探討了基于ANSYS平臺的二次開發(fā)技術(shù),給出了通過使用APDL語言來控制程序流程和添加材料本構(gòu)模型的實踐.論文對列車動載作用下隧道周圍土體液化及振陷進行了二維有效應(yīng)力有限元數(shù)值模擬研究.并得出了由于地鐵列車動載作用,遠不能使隧道周圍土