【摘要】：為研究列車荷載對地鐵周邊土體長期非線性固結(jié)的影響,以及其與隧道滲漏的共同作用,將列車荷載等效為矩形循環(huán)荷載,采用經(jīng)典的土體非線性固結(jié)理論,以及襯砌與土體相對滲透性系數(shù),得出列車荷載作用下局部滲漏隧道的非線性固結(jié)解析解.通過本文預(yù)測值與上海地鐵實(shí)測數(shù)據(jù)的對比,驗(yàn)證了解析解的合理性.分析結(jié)果表明:列車荷載加劇了隧道上方地表長期沉降,襯砌滲漏程度越大,沉降增加量越大.本文解析解能較好模擬隧道周邊土體的長期固結(jié)特性,為預(yù)測地鐵隧道長期運(yùn)營導(dǎo)致的地表沉降提供一個較為合理有效的方法.
【圖文】：

襯砌滲漏對地鐵隧道周邊土體長期固結(jié)影響的上下限．本文采用文獻(xiàn)［12］提出的襯砌與土體相對滲透性系數(shù)模擬隧道襯砌的局部滲漏特性，采用文獻(xiàn)［13－15］提出的非線性固結(jié)理論建立土體的固結(jié)控制方程，通過將列車荷載等效為矩形循環(huán)荷載，推導(dǎo)相應(yīng)的孔壓和土體沉降解析解，然后通過等效矩形循環(huán)荷載參數(shù)的調(diào)整，分析列車荷載對土體固結(jié)、地表沉降的影響，并通過與上海地鐵1號線實(shí)測數(shù)據(jù)的對比，驗(yàn)證解析解的合理性．1問題描述1．1基本假定對于飽和軟土中考慮襯砌透水的隧道周邊土體的非線性固結(jié)問題，采用圖1計算簡圖．隧道半徑為r，埋深為h，坐標(biāo)原點(diǎn)位于隧道正上方地表處．綜合文獻(xiàn)［13－15］對土體非線性固結(jié)所作的假設(shè)和隧道周邊土體的固結(jié)問題，基本假定:1)隧道縱向長度足夠長，滿足平面應(yīng)變條件;2)洞周土體視作帶圓孔的半無限空間;3)隧道周圍土體均為各向同性飽和多孔介質(zhì)，土體滲透性的變化服從e－lgk關(guān)系，，壓縮性的變化符合e－lgσ關(guān)系［11－13］;4)土顆粒和孔隙水不可壓縮，孔隙水流動服從達(dá)西定律，地表及無窮遠(yuǎn)處的超靜孔壓為零;5)變形為小變形，不計變形對坐標(biāo)的影響;6)地基內(nèi)各點(diǎn)土體自由變形，不受土體自身及隧道成拱作用影響;7)盾構(gòu)施工只在土體中引起超孔壓，土體豎向總應(yīng)力不變．!""#$%&’()*!"+#$+!#",!圖1半無限空間中隧道計算簡圖1．2列車荷載的簡化本文將列車荷載簡化為矩形循環(huán)荷載，加載形式見圖2．假設(shè)列車長度L，運(yùn)行速度v，則列車荷載單次加載時間ta=L/v，間隔時Δt，等效荷載最大值qu，列車運(yùn)行時刻表以一天為周期．列車荷載的函數(shù)表達(dá)式為q(t)=0，0＜t＜t0，t0+ta＜t＜t0+Δt，…，t0+(n－1)Δt+ta＜t＜t0+nΔt;qu

;3)隧道周圍土體均為各向同性飽和多孔介質(zhì)，土體滲透性的變化服從e－lgk關(guān)系，壓縮性的變化符合e－lgσ關(guān)系［11－13］;4)土顆粒和孔隙水不可壓縮，孔隙水流動服從達(dá)西定律，地表及無窮遠(yuǎn)處的超靜孔壓為零;5)變形為小變形，不計變形對坐標(biāo)的影響;6)地基內(nèi)各點(diǎn)土體自由變形，不受土體自身及隧道成拱作用影響;7)盾構(gòu)施工只在土體中引起超孔壓，土體豎向總應(yīng)力不變．!""#$%&’()*!"+#$+!#",!圖1半無限空間中隧道計算簡圖1．2列車荷載的簡化本文將列車荷載簡化為矩形循環(huán)荷載，加載形式見圖2．假設(shè)列車長度L，運(yùn)行速度v，則列車荷載單次加載時間ta=L/v，間隔時Δt，等效荷載最大值qu，列車運(yùn)行時刻表以一天為周期．列車荷載的函數(shù)表達(dá)式為q(t)=0，0＜t＜t0，t0+ta＜t＜t0+Δt，…，t0+(n－1)Δt+ta＜t＜t0+nΔt;qu，t0≤t≤t0+ta，t0+Δt≤t≤t0+Δt，…，t0+nΔt≤t≤t0+nΔt+ta．(1)式中:t0為每天列車開始運(yùn)營的時間，Δt為列車間隔時，n為列車單日運(yùn)營序數(shù)．!!""!#""$"$%"&"$%’""$%’"%"&"$%#’""$%#’"%"&圖2列車荷載示意2問題求解2．1控制方程依據(jù)文獻(xiàn)［13－15］的假定，以及文獻(xiàn)［11］對控制方程的推導(dǎo)，由自由應(yīng)變條件下的基本假定得到飽和土體連續(xù)方程:1γw

本文編號：2551170