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越江地铁循环荷载下软黏土累积应变特性及微观结构特征

2021-04-16丁智虞健刚孙苗苗魏新江庄家煌

中南大学学报(自然科学版) 2021年3期

丁智,虞健刚,孙苗苗,魏新江,庄家煌

(1.浙大城市学院土木工程系,浙江杭州,310015;2.广州地铁设计研究院股份有限公司,广东广州,510030)

随着我国城市化进程的不断推进,城市交通堵塞的问题也日益加重,越来越多的城市陆续选择修建地铁以缓解交通压力。在城市地铁的规划、修建过程中,由于受线路、造价和环境等因素的制约,难免要穿江、河、湖泊乃至海洋等特殊区域,且随着隧道的规模和长度不断增大,技术要求也越来越高,对越江隧道的安全运营提出了较高要求[1]。与其他隧道工程一样,在列车荷载、冲淤和潮汐作用下软土地基容易产生较大沉降与不均匀变形[2],过大沉降不仅会导致衬砌漏水,而且会加剧因地铁运行而导致的振动问题。若这种沉降得不到有效控制,则会给车辆的正常通行和越江地铁隧道的安全运营带来极大的隐患。葛国宝[3]指出地铁循环荷载作用下产生的累积塑性变形能占总体工后沉降的70%,因此,研究越江地铁动荷载作用下软黏土应变累积的特性具有较大意义。

目前国内外学者在研究预测循环荷载作用下软黏土长期残余塑性应变的方法主要有2种:一种是建立软黏土的动本构模型,研究软黏土每次循环作用下的应力-应变滞回曲线,根据试验结果建立隐式模型,该类模型主要有边界面理论模型和套叠面理论模型等[4],采用此方法研究土体累积应变的难点是计算量巨大,与工程实用还有一定的距离[5];……

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