地铁振动对隧道周围软粘土微结构影响及动力特性研究

项目以软粘土地区城市地铁为研究对象，由于软粘土地区地铁埋深大多在地表以下8-17m左右。在地铁振动荷载作用下，软粘土层中的孔隙水压力发生变化导致软粘土微结构的变化，进而直接影响到软粘土的动力特性及隧道整体的稳定性。项目以室内试验和野外试验为基础，主要研究以下几方面内容：饱和软粘土在不同振动荷载和不同振动频率作用下，孔隙水压力积聚和消散的变化规律；用现代测试手段研究原性土和变性土孔隙度、孔隙比水平和垂直方向上颗粒粒径、扁圆度、颗粒定向度等微观结构的变化特点，用计算机三维仿真模拟，再现软粘土微观结构变形和破坏的全过程；用弹塑性理论建立软粘土发生弹性、塑性变形和软化破坏的数学模型，研究其动力特性和稳定性。其研究成果对于指导地铁隧道工程设计、行使列车的振动对隧道周围软粘土层强度和变形的控制、地铁隧道施工处理和施工工程环境的防治等，无论在理论还是实践上都具有非常重要的意义。