循環(huán)荷載作用下水下軟土中隧道長(zhǎng)期沉降變形研究.pdf

1、目前我國(guó)軌道交通發(fā)展迅速，穿越江河湖海的水下隧道成為連接兩岸的首選交通方式。然而，由于水下軟土隧道長(zhǎng)期受到高水壓、波浪荷載以及列車循環(huán)荷載的作用，隧道周圍土體的固結(jié)沉降性狀呈現(xiàn)出與一般地下隧道不同的特性。目前，已有學(xué)者通過(guò)大型有限元軟件對(duì)水下軟土隧道的工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，并得到了其沉降變形預(yù)測(cè)值，但是水下軟土隧道長(zhǎng)期沉降變形的性狀仍有待進(jìn)一步分析。本文基于Terzaghi-Rendulic二維固結(jié)理論進(jìn)行分析，通過(guò)保角變換求解得到了隧道襯

2、砌局部滲漏時(shí)底部沉降的解析解，對(duì)波浪荷載作用下水下隧道周圍土體的長(zhǎng)期沉降性狀進(jìn)行理論研究，并系統(tǒng)地分析了水下隧道在波浪荷載和列車荷載共同作用下的沉降變形特性，主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)將半無(wú)限平面內(nèi)的二維固結(jié)問(wèn)題根據(jù)通過(guò)保角變換映射到保角變換環(huán)域內(nèi)進(jìn)行求解，其中，水動(dòng)力荷載等于作用在河床表面的孔隙水壓力，土體中超孔壓累積值基于Gibbs自由能和應(yīng)力內(nèi)時(shí)理論給出的循環(huán)荷載作用下計(jì)算模型得出。本文推導(dǎo)計(jì)算了波浪荷載作用下水下隧道底

3、部土體沉降變形的解析解，并對(duì)隧道周圍土體在水動(dòng)力作用下的沉降特性進(jìn)行分析。
　　(2)在考慮襯砌局部滲透和隧道周圍波浪荷載累積孔壓的基礎(chǔ)上，計(jì)算得到局部滲漏邊界下隧道周圍土體的沉降變形，分析了水位變化作用下，不同相對(duì)滲透系數(shù)時(shí)軟土隧道周圍土體的沉降變形性狀。
　　(3)在考慮水位波動(dòng)的長(zhǎng)期影響的基礎(chǔ)上，基于循環(huán)荷載下土體塑性變形計(jì)算公式，對(duì)列車荷載作用下隧道周圍土體的塑性變形累積量進(jìn)行計(jì)算，并將超孔隙水壓力消散產(chǎn)生的固結(jié)沉降