运营期地铁列车振动下软黏土的动力响应及变形研究

袁庆利

(天津市地下铁道集团有限公司，天津 300011)

地铁作为一种便捷、环保、安全、舒适的交通工具，极大地便利了公众的出行，但反过来也会产生环境振动问题，例如，在软黏土中修建的地铁隧道在列车振动荷载作用下，土体会产生塑性变形和超静孔隙水压力，从而引起地铁隧道的长期动力沉降，严重影响地铁的运营安全。2007年至2019年，天津地铁9号线大王庄站与十一经路站之间的沉降差已接近25 cm，天津地铁3号线中山路站附近的最大沉降量已达16 cm[1]。因此，有必要对地铁车辆振动作用下的土体动力学响应及变形特征进行分析。

雷华阳等通过室内循环三轴不排水试验，分析了饱和重塑黏土在间歇性循环荷载条件下的动力特性[2]；袁宗浩等采用2.5维有限元法研究了地铁列车荷载移动速度和自振频率对地表动力响应及空间衰减特性[3]；文献[4-9]等采用三维有限元模型，研究了地铁列车运行诱发振动对地表建筑物或邻近地下建筑物的影响。目前的研究大多集中于理论计算和数值分析，主要从邻近建(构)筑物的角度研究列车振动产生的响应，且研究重点集中在振动荷载、速度和频率对周围环境的影响方面，而对于土体特别是软黏土这种具有塑性、蠕变性及对动荷载敏感的材料研究较少，而本文的研究重点针对于此。

1 工程概况

表1 场区岩土物理力学参数

图1 研究区典型地质断面及监测点布置(单位：m)

2 现场监测点的布置

为研究列车在运营……