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轨道列车动荷载作用下回填土隧道稳定性研究
| 论文题名： | 轨道列车动荷载作用下回填土隧道稳定性研究 |
| 关键词： | 回填土隧道;桩板基础;轨道列车;动荷载;稳定性 |
| 摘要： | 西南地区大部分以山地为主，为了解决用地矛盾，人们通常采用“开山填谷”的方法来解决建筑用地问题，因此形成了很多回填土工程。地铁的迅猛发展，导致很多地铁隧道要穿越之前开山填谷所形成的回填土区域。由于回填土的形成年代一般很近，成分复杂，结构松散，所以其力学性质很差，在回填土区段修筑地铁时，容易造成隧道塌方，涌水等安全问题。而且，回填土区段的地铁在运营阶段的振动影响也更为突出，存在很大的安全隐患。本文依托重庆轨道交通五号线下穿回填土区段工程项目，采用现场调研、理论分析、试验研究与数值模拟相结合的方法，首先根据室内外试验测得的回填土力学参数，对列车动荷载作用下回填土隧道的动力响应规律及其影响因素进行了研究，接着对回填土隧道中桩板基础的作用进行了研究，最后应用软土在循环荷载作用下的累积沉降模型对回填土隧道在地铁动荷载作用下的累积沉降规律进行预测分析。论文的主要研究内容及成果如下： ①采用灌水法、烘干法、筛析法和直剪试验对回填土进行了室内外试验研究，并结合回填土剪切波速对回填土的动力变形参数进行了分析，得到了回填土的密度、含水率、颗粒级配和力学参数等工程特性。 ②运用ANSYS瞬态分析，对动荷载作用下回填土隧道的位移、速度、加速度响应规律进行研究。通过分析可知，回填土隧道的竖直位移和速度响应都是随着与振源的距离增加而逐渐减小，加速度响应整体上也是随着距离的增加而逐渐减小，但是衬砌周围的回填土加速度响应明显比衬砌本身的加速度响应更大。动力响应在水平方向的衰减速度比竖直方向更快。 ③选取隧道左线的地表、拱顶、左边墙、右边墙以及轨道面中心等五个监测点，从位移和加速度两个方面，对动荷载作用下的回填土隧道动力响应的影响因素进行了研究，探讨了隧道埋深、隧道跨度、衬砌弹性模量、回填土弹性模量、行车工况等对回填土隧道动力响应规律的影响。 ④针对本文的工程背景所采用的桩板基础进行了研究，主要从桩板基础的横向布桩数、桩的长度、桩的横向间距以及桩的直径等四个方面对回填隧道的动力响应规律进行了研究。 ⑤分别研究了隧道在有桩基础支撑和没有桩基础支撑两种工况时，衬砌下方土体的累积沉降规律。为了充分考虑钢轨对列车荷载的分散作用以及减振层对列车荷载的缓冲作用，在文中对轮轨作用力进行了逐级折减，对比研究了不同折减系数时衬砌下方土体的累积沉降规律。 |
| 作者： | 熊雅文 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘新荣;梁勇旗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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