| 项目基本内容 |
本课题的研究成果主要内容为研究报告一份，研究结论如下：
1. 地铁列车振动荷载下软土动力特性研究
通过对研究对象进行室内动三轴试验，考虑不同的试验条件，研究土体在动荷载作用下的变形及动力特性，并计算得到相关土体动力学特性参数。
动应变的发展变化随振动次数的增加在初期先迅速增大，随后增速放缓，最终保持增速不变而缓慢增大，曲线的总体趋势表明，在长期循环荷载作用下，土体的初期动变形比较大，随后土体逐渐被压密，其变形速率逐渐减小，动应变趋于稳定。在相同的条件下，动应变随着动应力比的增大而增大，随频率的增大而减小；在相同的条件下，动应力比越大、振动频率越小，相应的动孔压越大；循环荷载作用下软粘土发生了应变软化现象。在不同的动应力比下，动压缩模量随着动应变的发展其衰减趋势是一致的，在循环初期动压缩模量衰减速率较大，随着动应变的增大，动压缩模量衰减速率逐渐减小并趋于稳定。在相同的条件下，动压缩模量随动应力比的增大而增大，阻尼比随着动应力比的增大而减小；相同条件下，动压缩模量随频率的增大而增大，阻尼比随着频率的增加减小；随着固结围压的增加，累积动应变值总体上呈减小趋势。在相同的固结围压下，累积动应变与动应力幅值成正相关性；随着循环振动次数的增加，试样的动孔压逐渐上升，上升速度先快后慢，最终达到一个稳定数值；固结围压相同时，动应力幅值越大，土样的累积动孔压越大；动应力幅值相同时，固结围压越大，土样的累积动孔压越大；随着动应力幅值的增大，各组试样的动孔压也在增大。
2. 地铁列车振动荷载下地层长期沉降分析
在土体累积应变经验计算模型的基础上，考虑最小动偏应力的影响，在相同的K0 固结状态下，建立了修正的指数模型，结合动三轴试验结果数据的拟合，确定模型参数以预测循环荷载下土体累积应变值。以南京地铁2 号线河西段油坊桥敞口段~汉中门站共8 个区间盾构隧道为研究对象，选择其中的计算断面并根据相应地层情况及物理力学参数，计算并绘制了下卧土层在动荷载作用下的沉降曲线，对比地质断面图发现，地铁隧道下卧土层动力沉降计算值在第一年内发展较快，随后2~5 年内，增速逐渐降低而缓慢增加。在地铁线路全断面上，计算沉降值与地质断面内的软土厚度变化趋势相同，总体平均沉降值不超过20mm；在两个全软土地层断面上，沉降值突出显著，分别为42mm 和16mm。
3. 长期沉降影响盾构隧道安全及风险防控研究
地层的长期沉降及不均匀沉降对软土地区盾构隧道的结构安全产生了严重的影响，是病害发生发展的主要原因之一。通过对南京地铁穿越河西软土地区线路的沉降资料的整理调研，发现软土地区沉降问题突出且持续发展，对地铁安全运维带来威胁。综合隧道结构监测以及隧道纵向性能研究，确定了以隧道纵向曲率半径作为隧道长期沉降评估的重要指标，提出了盾构隧道安全状态的五级分级法和各不同分级的安全维保策略。通过对成型隧道的受力分析，建立了曲率半径与隧道结构承载力、使用性能等相应极限状态的对应关系，结合安全状态的五级分级法，给出了评估盾构隧道不均匀沉降状态的分级指标，当曲率半径＜8000m 时，则需采取相应的措施。围绕“修复+治理”提出了根据不均匀沉降状态开展隧道沉降治理和风险防控的三层次原则，即依据沉降病害的发展程度进行“修复、修复+治理、治理+修复”的渐进式治理方案和防控原则，并阐述了沉降治理主要方法的适用条件和相关工艺及技术参数等。
本课题另有工作报告1份，申请实用新型专利1项：《废弃物骨料水泥土搅拌桩的关键材料和施工方法》，发表论文3篇：《Numerical Simulation of Deep Excavation Considering Strain-dependent Behavior of Soil: A Case Study of Tangluo Street Station of Nanjing Metro》、《粉细砂地层对地铁列车荷载的动力响应及长期变形研究》、《漫滩二次地层基坑开挖及降水引起的地表沉降预测》。
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