小半径曲线隧道下地铁运行对粉砂土层引起的振动响应规律

王晓睿; 刘旭; 张昕; 张俊然

doi:10.3799/dqkx.2023.063

地球科学 ›› 2023, Vol. 48 ›› Issue (06) : 2415 -2426. DOI: 10.3799/dqkx.2023.063

小半径曲线隧道下地铁运行对粉砂土层引起的振动响应规律

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Vibration Response Caused by Silt Layer in Underground Subway under Small Radius Curve Tunnel

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摘要

小曲线地铁盾构隧道位于粉细砂层中对于列车运营水平及竖向循环荷载的响应较为敏感，特别是离心水平荷载，而郑州大部分地层以此地质构成为主，因此地铁在长期运营状态下，由于粉细砂土层的动力响应导致的砂土层沉降，给列车运行会带较大隐患.进行了长期孔隙水监测，并利用MIDAS有限元计算平台建立地铁道床-衬砌-土体耦合动力模型进行相互验证，研究了单列列车运行与双向会车、不同隧道埋深时对隧道周围土层的振动响应规律.结果表明，孔隙水压力在列车运营初期较大，后期逐渐减小并稳定，其中受到上下班高峰期、季节性气候，以及地下水位的影响，孔压可能造成小幅度上升，但总体趋势是下降.由于荷载叠加效应，双向列车同时经过会使孔隙水压力增幅大于单向列车运行的情况，在隧道下方的最大沉降发生在隧道左端，离隧道越远沉降量越小；在地下水位一定时，隧道埋深与孔隙水压力大小成正比，与隧道周围土体沉降成反比.