地铁行车荷载作用下淤泥质黏土累积特性的试验研究

中国上海地区地铁隧道一般位于第④层淤泥质黏土层中,在地铁行车荷载作用下隧道周围土体变形引起隧道轴线沉降,有些区段隧道轴线沉降量已超过20cm,引起了一系列环境地质问题。本文以上海第④层原状淤泥质黏土为研究对象,通过室内循环三轴试验,模拟地铁运营过程中产生的振动荷载,研究荷载作用下上海淤泥质黏土的累积应变、孔隙水压力及再固结后的Cu抗剪强度的变化规律,并分析加载过程中排水状态因素对土体特性的影响,得到一些重要结论,为上海地区地铁运营阶段行车荷载作用下土体变形,引起隧道轴线沉降的预测和防治提供了有价值地参考。

地铁行车荷载下隧道周围加固软粘土孔压特性试验

由于上海轨道交通四号线海伦路站隧道周围软土在地铁行车荷载作用下产生变形,使隧道发生局部开裂、渗水而需要对地铁隧道进行加固处理。通过上海地铁4号线海伦路站附近隧道周围加固软粘土进行应力控制的循环三轴试验,研究了地铁行车荷载作用下加固软粘土的动孔压发展情况,充分考虑了土体围压、固结比、轴向循环荷载的大小及频率对动孔压的影响。研究结果认为,其他条件相同时,加固软粘土孔压随振动次数、循环荷载幅值的增大而增大,随围压和加载频率的增大而减小,可以用二次对数关系曲线对加固软粘土残余孔压变化进行预测。

地铁行车荷载作用下饱和黄土的累积塑性应变

通过应力控制式循环三轴试验,探讨了地铁行车荷载作用下饱和黄土的累积塑性应变.试验表明:饱和黄土累积塑形应变存在三个典型的发展阶段,即:衰减阶段、稳定阶段和破坏阶段.固结围压、循环试验中的排水条件、动应力及其循环次数、以及动应力比是影响饱和黄土累积塑性应变的重要因素.在排水循环三轴试验中,饱和黄土的累积塑性应变随初始固结围压的增大而减小,随循环次数、动应力和动应力比的增大而增大.基于试验数据,建立了预测饱和黄土累积塑性应变的反正切函数模型.该模型与试验数据符合良好,且仅需三个土体参数,应用比较方便.

地铁行车荷载作用下粉质黏土累积塑性应变特性

目的研究地铁行车荷载作用下隧道周围土体变形特性,为城市地下轨道交通工程设计、施工及运营期间的安全稳定评价提供参考.方法通过室内动三轴试验,探索地铁行车荷载作用下粉质黏土累积塑性应变发展规律,在此基础上,利用数理统计知识计算各因素及因素之间的耦合作用对累积塑性应变的影响率.结果在相同试验条件下,累积塑性应变随围压增大而减小,随固结比增大而减小,随动应力幅值增大而增大,随频率增大而减小,随振动次数增大而增大.结论单因素中动应力幅值对累积塑性应变的影响最大,其次是围压和频率,最后是振动次数;围压与振动次数、频率与振动次数之间的耦合作用对累积塑性应变的影响可忽略不计;因素之间的耦合作用在一定条件下比单因素对累积塑性应变的影响效果要显著.

地铁行车荷载作用下粉质黏土累积孔压特性研究

利用室内动三轴试验仪器,探索在地铁行车荷载作用下隧道周围粉质黏土累积孔压发展规律,并分析围压、固结比、动应力幅值、频率以及振动次数等因素对累积孔压的影响,研究成果为城市地下轨道交通工程设计、施工及运营期间的安全稳定评价提供参考。试验结果表明:在相同试验条件下,累积孔压随围压增大而减小,随固结比增大而减小,随动应力幅值增大而增大,随频率增大而减小,随振动次数增大而增大;在低围压试验条件下,累积孔压随动应力幅值的增加而增大的幅值较高围压条件下要明显;累积孔压的增长速率随着振动次数的增加而逐渐降低。

不同水位条件下地铁行车荷载对越江隧道管片的影响

长江流域在旱季与洪季间水位相差十余米,对江底隧道的影响尤为重大,因此对越江地铁隧道在水位变化下的稳定性研究迫在眉睫。以离散元为工具,借助室内三轴试验标定参数建模,基于二维地铁行车荷载加载模式,选择隧道管片内的颗粒振动加速度、径向应力、环向应力等参数作为研究内容,分析对比常年水位与洪水位下隧道管片的动力响应。研究表明,洪水水位时的管片拉应力和压应力较常年水位条件下大4倍,但未超过管片的抗拉强度;常年水位条件下管片受地铁行车荷载的振动影响较大,其颗粒振动加速度平均值较洪水水位条件下大150倍。因此,在旱季或洪季地铁运行时,均需要加强管片的检测和维护。

地铁行车荷载下天津滨海软土累积变形特性试验研究

为了解地铁行车荷载下天津滨海软土累积变形变化规律,采用室内空心圆柱测试系统GCTS,对天津滨海新区软土进行应力控制的循环振动三轴试验,模拟地铁运营荷载,研究循环振动荷载下土体累积变形与土体围压、荷载幅值以及荷载频率之间的变化规律,并探讨了不同条件下最终土体变形与各参数之间的关系.试验结果表明土体最终变形随着荷载幅值、振动频率的增加而增加,随围压值的增加而减少.

汛期地铁行车荷载作用下越江隧道离散元分析（英文）

目的:揭示汛期及常水位条件下地铁随机振动荷载作用下越江隧道管片及周边岩土体的动力响应及变形机制。创新点:建立越江地铁隧道二维离散元模型,并采用随机振动荷载模拟地铁行车荷载,揭示汛期和常水位条件下地铁行车荷载对越江隧道稳定性的影响。方法:采用离散元方法进行数值仿真。1.基于室内三轴试验和离散元数值拟合得到土层的各细观参数;2.采用不同接触模型对隧道内钢轨、轨枕、管片以及周边岩土体进行建模;3.将地铁随机振动荷载施加在钢轨上,对管片及周边岩土体不同区域内颗粒的受力及变形进行监测并分析。结论:1.位于隧道上半部分的周边岩土体颗粒振动偏大;2.随着距离的增大,振动波在周边岩土体内先放大后减小;3.汛期水位条件下地铁行车荷载对管片和周边岩土体的振动影响较小,但是对隧道变形影响较大。

动荷载下越江隧道结构与周边土体动力响应研究

以武汉市地铁2号线越江隧道为工程案列,建立二维离散元数值模型,以轨道、衬砌及周边岩土体为研究对象,从细观角度分析地铁运行对越江隧道稳定性的影响。研究表明,轨道的竖向位移随着列车速度的增大而减小;在衬砌内对称分布的颗粒体其竖向加速度波形线走势及振幅基本相同,衬砌整体变形以轨道中心线呈对称分布;隧道在拱顶处变形量最大,大位移颗粒区域范围达到2.36 m,隧道周边岩土体变形呈“锥形”分布。