地铁列车荷载作用下黏弹性地基动应力特征分析

丁 智, 李丹薇, 谢宗星, 魏新江

(1.浙江大学城市学院土木工程系,浙江 杭州 310015; 2.浙江大学海洋学院,浙江 舟山 316021)

地铁列车荷载作用下黏弹性地基动应力特征分析

丁 智1, 李丹薇1, 谢宗星2, 魏新江1

(1.浙江大学城市学院土木工程系,浙江 杭州 310015; 2.浙江大学海洋学院,浙江 舟山 316021)

基于Kelvin空间半无限体黏弹性解,以单个轮轴荷载为例,研究地铁列车荷载下地基土动应力状态、应力路径及主应力轴旋转等应力变化规律,并与相应弹性解下的各动应力特征进行对比分析,探讨更适用于工程实际的地基附加动应力特征解。结果表明:弹性地基与黏弹性地基中的各应力状态变化总体趋势、主应力轴旋转变化趋势相同,但极限应力状态各应力分量大小及应力路径形状有明显差别,考虑黏弹性解更符合软土区地铁长期变形实际工况;并对单轮荷载下动应力特征的黏弹性解进行参数分析,发现特征系数对应力分量影响具有不同特性。

地铁; 黏弹性地基; 应力状态; 应力路径; 主应力轴旋转

0 引言

随着地下空间建设的迅猛发展,城市交通的枢纽任务正逐渐由地上交通转由地铁轨道交通承担,然而地铁运营带来的系列问题却不容小觑。如上海地铁一号线在建成后未通车期间基本未发生沉降,但运营仅8个月后沉降增加了30～60 mm,通车4年内部分路段沉降超过140 mm[1];南京地铁一号线西延线在运营4年后隧道最大累计沉降达122 mm[2],均远远超过了标准的20 mm总沉降量。许多原因可引发地铁隧道沉降,如土体的固结、蠕变或列车长期荷载作用下的振陷以及地下水位的变化等。……