地铁荷载下隧道周围加固软黏土应变累积特性

摘要 ： 过对上海地铁பைடு நூலகம்四号线海伦路站 附近 隧道 周围加固软 通 黏十进行应力控制 的循 环三轴试验 ， 研究 了列 车循 环荷 载作 用 Ｆ 固软 黏土的 累积变形 特性 ． 加 充分 考虑 土体 围 压 、 固结 比、 轴向循环压力 的大小 及频 率 的影响 ， 到 了加 固软 黏 土 得 各个 因素综合 影响下的残余 应变 的变化 规律 ． 通过研 究发 现． 叮以用对数关 系曲线来描述 加固软 黏土残余 应变 随振 动 次数 的变化情 况 ． 通过 回归分 析 ， 确定 了各 影 响 因素对 预测
ｖ ｂ ａ ｉ ｎ ｌａ ｉ ｇ ｉｒ ｔ ｏ ｄ ｎ ． ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｗａ ｉ ｒ ｔ ｎ ｌ ｏ ｄ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｂ ｙ ｖ ｂ ａ ｉ ａ ａ ｉ ｇ；ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｏ ｔｃａ ｏ ｌ ｅ ｎ ｏ ｃ ｄ ｓ ｆ ｌｙ；
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第 ３ ９卷 第 ７期
２）ｌ （ Ｆ ７月 １
同 济 大 学 学 报（ 然 科 学 版 ） 自
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｉ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ Ｙ Ｎ Ｔ Ｒ Ｌ Ｓ ＩＮ Ｅ Ｏ Ｒ Ａ ＦＴ Ｎ Ｊ Ｕ Ｉ Ｅ ＳＴ （ Ａ Ｕ Ａ ＣＥ Ｃ ）
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． １３ ７
Ｌ Ｍｏ ｉ ｔ ． ｎｓ ｈ等ｌ 提 出 软 黏土 的塑 性 应 变 与循 环 次 ０ ８ｍ． 固软 黏土 的基 本物 理力 学参数 见表 １ ｍｉ ４ ． 加 ． 数 的指数模 型
ｅ ＝ Ａ０ 。 Ｎ （） １ 表 １ 加 固 软 黏 土 的 基 本 物 理 力 学 指 标
Ｔａ １ Ｐｈ ｓｃ ｌ ｎ ｃ ａ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｔｅ ｂ． ｙ ｉ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎｉａ ｒ ｐ ｒ ｉｓ ａ ｏ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｃａ ｆｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｌ ｙ
（ Ｋｅ ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ｏｅ ｈ ｉａ ｎ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｆ １． ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｆＧｅ ｔｃ ｎｃ ｌａ ｄ Ｕｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｏ
荷 载可 能产 生 的沉 降 破 坏也 不 容 忽 视 ［ ． １ 例如 ， ｊ 一 些 软 土 路 基 上 修 建 的高 速 公 路 ， 过 一 段 时 间 的 运 经 营后 ， 发生 路 面 开 裂 和倾 斜 ， 响 道 路 的正 常使 用 ． 影
再如 ， 上海地铁建成投付使用 以后 ， 发现隧道 中行驶 列车的振动 对隧道周 围土体 强度和 变形有较 大影
响， 而且这 种影 响 与列 车运 行状 态 有 很 大 的相 关 性 ． 上海 地铁 一号 线运 营后 在某 区段 轴线 沉 降 量 已超 过
１ ｍ［ 本 文研 究 区域 （ 海 轨 道 交 通 四号 线 海 伦 ０ｃ 引， 上
Ｓ ａ ｈｉ ２ ０ ９ ｈ ｎｇ ａ ０ ０ ２， Ｃｈｎ ２． Ｓ ａ ｇ ａ Ａｉｐ ｒ Ｃｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｉａ； ｈｎｈｉ ｒｏｔ ｎ ｔｕ ｔ ｏ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｖ ｌｐ ｎｔ（ ｏ ｐ ）Ｃｏ ｐ ｒ ｔ ｎ， ｈ ｎ ｈ ｉ２ １ ０ Ｃｈｎ ） Ｇｒ ｕ ｓ ｒ ｏ ａｉ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ２ ７， ｉａ ｏ
Ｓ ｂ ｙ Ｖｉ ｒ ｔｏ ａ ｉ ｕ ｗａ ｂ ａ ｉ ｎ Ｌｏ ｄ ｎｇ
济 发展 的重 要途 径 ． 是 ， 于类 似 地铁 列 车 振 动荷 但 对
载 之 类 的具 有 作 用 时 间长 、 一 定 作 用 周 期 的循 环 有
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浆加固效果 ， 危及到地铁后期的正常运营． 各 国学者对循环荷载作用下软黏土的特性进行
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收 碥 Ｉ期 ：２ １ ～０ —１ ｉ ００ ４ ２ 基金项 日：闷家 门然科学基金（ ０ ７ １ ８ ； ４ ８ ２ ７ ） 上海市重点学科建 设项 目（ ３ ８ Ｂ ０） 第 一 作者 ： 庸￣ （９ ２ ）男 ， １５ ， 教授 ， 博士生导师 ， 主要研究方 向为工程地质与环境地质 ． － ｉ： ｎ ｙｑ ｎ＠ ｔｎｊ．ｄ －ｎ Ｅ ｍａｌｔ ｇ ｉｕ ｚ ｏ ｇｉｅ ｕｃ ａ
ｔｅＭｉｉｔ ｆＥ ｕ ａｉｎ Ｔ ｎ ｊＵ ｉｅｓｔ，ｈｎ ｈｉ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ ｈ ｎｓｒ ｏ ｄｃ ｔ ， ｏ ｇｉ ｎｖｒｉ Ｓ ａｇ ａ ０ ９ ，ｈｎ ； ｙ ｏ ｙ ２ ２ Ｄ ｐｒｍｅ ｔ ｆ ． ｅ ａｔ ｎ ｏ Ｇｅｔｃｎｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏｅｈ ｉａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ，Ｔｏ ｇｉ ｎｖ ｒｉ ， ｎ ｎｊ Ｕ ｉｅｓｔ ｙ
现 象 的影 响 ， 对循 环 荷 载 作 用下 软 黏 土特 别 是 加 固 员通 过各 种方 法确 定后 续工 程施 工 两 注浆 孔 之 间 的
软黏 土 累积应 变特 性 的研 究 还较 缺乏 ． 于 后者 ， ． 间距 为 １５ｍ， 对 Ｃ ． 因此取 样孔 与 注浆孔 之 间的 间距 定 为
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｔ ｉｘ ａ ｔ ｓ ｓ ｏ ｔ ｅ ｓ ｒ ｅ ： ａ ｅ ｎ ｈ ｙ ａ ｃ ｒａ ｉｌ ｅ ｔ ｆ ｈ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｏ ｔｃａ ｒ ｕ ｄ ｔ ｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ｒ ｙ ｔ ｅ Ｈａ ｌ ｎ Ｒ ａ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｓ ｆ ｌ ｙ ａ ｏ ｎ ｈ ｕ ｎ ｌ ａ ｂ ｈ ｉ ｏ ｄ ｎ ｕ
第 ７期
唐益群 ， ： 等 地铁荷载下隧道周 围加 固软 黏土应变 累积特性
了不少 研 究 ， 主要 是 分 析 不 排水 条 件 下 软 黏 土 的 通过 贯入 （ 击 ） 薄 壁 取 土 器 进 行 取样 ， 取 试样 但 锤 式 所
动应 力大 小 与循环 次数 对残 余 变形 、 压 、 变 软 化 为高 ３ ｍ、 孔 应 ０ｃ 直径 １ ｍ 的圆柱 形 土 样 ， １ｃ 由于 相关 人
ｅ ｃ ａ ｔｒ Ｓ ｂ ｎ ｄ ａ ｈ ｆ ｃ ｏ ｉ ｏ ｍｉ ｅ ．Ｔｈ ｌ ｇ ｒｔ ｍｉ ｆ ｎ ｔｏ ｆ ｒ ｅ ｏａｉ ｈ ｃ ｕ ｃ ｉｎ ｏ ｍ ｉ Ｓ ａ ｏ ｔ ｄ ｏ ｅ ｃ ｉ ｅ ｈ ｒ ｌｔ ｎ ｈ ｐ ｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓｄ ａ ｄ ｐ ｅ ｔ ｄ ｓ ｒｂ ｔ ｅ ｅ ａ ｉ ｓ ｉ ｂ ｗｅ ｎ ｈ ｏ ｅ ｅ ｉｕ ｌ ｓ ｒ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｖ ｂ ａ ｉ ｎ ｎ ｍｂ ｒ Ｂ ｓｄ ｓ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｔａ ｎ ｎ ｈ ｉ ｒ ｔｏ ｕ ｅ ． ｅ ｉｅ 。 ｈ ｄｌ
模 型参 数 的 影 响 ． 关 键 词 ： 铁 振 动 荷 载 ；加 固 软 黏 土 ；动 态 循 环 三 轴 试 验 ； 地
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路站 附 近） 内最大 沉 降量 已达 １ ｍ． ６ｃ 考虑 到研 究 区 域 属 于 轨道 交 叉 部 位 ， 为安 全 起 见 此 处 采 用 劈 裂 注 浆 加 固方式 ， 加 固后 的 土体 在 地 铁 振 动 荷 载 的作 但 用 下也会 产 生残余 变 形 ， 固软 黏 土 的强 度 降低 、 加 应 变软化 ， 以及 微 观 结 构 的 变形 和破 坏 都 会 影 响 到 注
式 中 ：。 累 积 塑 性 应 变 ； 为 循 环 次 数 ； ， ｅ为 Ｎ Ａｏ ｂ均
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文 章 编 号 ： ２ ３３４ ２ １ ）７０ ７ —６ ０ ５ —７ Ｘ（０ １ ０ —９ ２０
地 铁 荷 载 下 隧道 周 围加 固软 黏 土应 变 累积 特 性
唐益群 ， 赵 化 ， 王元 东 ， 李仁杰
（． １ 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室 ， 上海 ２ ０ ９ ；２ 同济大学 地下建 筑与工程 系， ００２ ． 上海 ２ ０ ９ ； ０ ０ ２ ３ 上海机场 （ 团） ． 集 建设开发公 司， 上海 ２ １ ０ ） ０ ２ ７
ｓａｉｎｏ ｈ ｎ ｈ ｉ ｔ ｔ ｆＳ ａ ｇ ａ ｔｏ Ｌｉ ｅ ４ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｏ ｔ ａｎ ｏ Ｍｅ ｒ ｎ ， ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｔ ｆｓ ｒ ｉ ｃ
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残余 应变 ； 对数 关系曲线
中图分类号 ： Ｕ ４１８ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ
随 着我 国经 济 建 设 的 发 展 和改 革 开 放 的深 入 ， 对连 接全 国各 大城 市 的高 速交 通 网和大 城 市 内部 的
Ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｏ Ｓ ｒ ｉ Ａｃ ｕ ｌｔｏ ｏ 地 下轨道 交 通 网 的需 求 日益 增 长 ． 在 ， 速 公 路 、 ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆ ｔａｎ ｃ ｍｕ ａｉｎ ｆ 现 高 Ｒｅｎ ｏ ｃｄ ｏ ｔ ｉｆ ｒ ｅ Ｓ ｆ Ｃｌｙ ｒ ｕ ｄ ｕ ｎ ｌ ａ Ａ ｏ ｎ Ｔ ｎ ｅ Ｕｎ ｅ 地 铁和 轻轨 等 已经成 为解 决我 国交 通拥 挤 和 促 进 经 ｄｒ