高速铁路隧道基底软岩沉降量精准预测方法研究

简述软岩的特征,阐述了软岩沉降变形原因、探测准备和探测方法,从计算自重应力、附加应力、压缩变形量、沉降量、修正沉降量误差等5个方面,阐述初步预测隧道基底软岩沉降量的计算方法。通过案例将本文设计方法与2个传统方法的实验结果进行对比,验证了本文设计方法具有明显优势,更适用于高速铁路隧道基底软岩沉降量的精准预测。

高速铁路隧道基底软岩动力响应特性分析

采用动力有限元法,建立了隧道-围岩相互作用的计算模型,分析不同列车运行速度和不同隧道底部结构型式下的高速铁路隧道基底软岩的动力响应特征,着重研究隧道基底软岩的加速度、动应力特性和动力损伤演化规律.结果表明:隧道基底软岩的振动响应幅度随距离的增大而减小,列车振动荷载对隧道基底仰拱范围内的围岩影响较大,影响深度约为基底以下5m范围.列车运行速度的改变对隧道基底软岩加速度的影响较为明显,而基底软岩动应力和损伤量的变化较小;随着仰拱矢跨比的减小,底部结构逐渐变得扁平,致使基底围岩动应力和损伤量变大.

高速铁路隧道基底软岩动力累积损伤特性

利用相似材料模拟高速铁路隧道基底软岩,采用荷载控制和非对称正弦波循环加载方式对软岩试件进行动三轴疲劳与损伤检测综合试验。通过试验结果分析,建立了软岩3参数多项式疲劳寿命计算模型和4参数多项式累积损伤参量计算模型,获得了软岩疲劳损伤特性,即:软岩疲劳破坏表现为端部拉-剪复合破坏和中部压-剪复合破坏两种模式;疲劳破坏全过程表现为初始微孔隙压密、裂纹发生与稳定扩展以及损伤裂纹加速发展3个发展阶段;软岩疲劳寿命主要取决于本身强度和动应力水平,强度愈高、动力应力水平愈低,其疲劳寿命就越长;当动应力水平相同时,软岩疲劳寿命与其弹性模量呈线性增长关系。