地铁振动荷载作用下土体动剪应力分析

贺腾飞，周顺华，徐司慧

（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804）



地铁振动荷载作用下土体动剪应力分析

贺腾飞，周顺华，徐司慧

（同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804）

摘要：以南京地铁10号线下穿长江段大直径单洞双线盾构工程为背景，研究地铁列车振动荷载作用下大直径单洞双线地铁盾构隧道周围土体的动剪应力规律。采用车辆-轨道垂向统一模型，计算地铁运行时产生的轮轨力，借助有限元方法，将该轮轨力作为地铁列车荷载输入，系统分析单、双列车动载两种情况下，隧道周围土体的动剪应力，同时对冲切槽段冲刷前后土体动剪应力的变化进行对比研究。研究表明：地铁列车荷载作用下，隧道拱腰及底部区域动剪应力较大，动剪应力随列车通过数量增加而变化的幅度平缓；单列车通过时隧道周围土体动剪应力呈不对称分布；冲切槽段冲刷后隧道拱腰附近土体动剪应力增大，最大增加幅度达80%，其余区域较冲刷前减小，最大减小幅度约17%。

关键词：地铁列车；振动荷载；大直径盾构隧道；动剪应力

随着我国城市建设的发展，地铁建设取得了长足的进步。由于地铁列车荷载具有作用时间长、周期性明显的特点，其长期循环作用会对隧道周围土体的应力场产生较大影响，引起土体动剪应力变化，甚至导致土层发生液化，进而对隧道及其周边建（构）筑物的安全产生威胁。因此研究地铁列车荷载作用下隧道周围土体动剪应力的分布规律具有重要意义。……