【硕士】地铁行车荷载下软粘土微观结构变形破坏机制研究【2006】

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内容简介

　　学科专业：地质工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：同济大学　　学位年度： 2006年　　针对上海地区地铁隧道软土地基产生不均匀沉降这一环境问题，本文以现场测试为出发点，采用目前国际上先迸的多功能循环三轴试验系统GDS，对地铁隧道周围饱和软粘土进行循环三轴试验，并通过电子扫描电镜(SEM)和压汞试验等定性、定量的微观测试手段，得到了一些有益的结论和成果：　　l，地铁列车驶过对弓}起的隧道周围土体的响应频率有两个，高频￡：2．4～2．6Hz，低频f。：0．4～O．6 Hz。2．地铁行车荷载下隧道周围孔隙水压力增长趋势可分为三个明显的阶段，　　提出了上海地区饱和软粘土在地铁行车荷载作用下的孔隙水压力增长模型3．轴向应变在加载开始后并没有立即增加，发生明显的回弹现象，其性状与砂土的剪胀性十分相似，并且隧道侧壁深度处的变形相对较小，而隧道底部的轴向应变曲线的回弹阶段非常短暂，而后立即进入塑性变形阶段，并产生较大的轴向变形。　　4．上海地区第④层淤泥质软粘上主要存在絮凝结构、蜂窝一絮凝结钩．终构单元多为薄片状，容易形成淤泥质土高孔隙比的架空结构。　　5．在振动过程中，土结构单元有压密之势，但会形成更多的架空结构一左循环应力比较高的土体中，在振次的持续增加下，原先有压密趋势的各结构单元中尚未牢固的将会出现滑移、错动现象。　　6．上海地区原状饱和软粘土中以大孔为主，且在进汞过程中存在“瓶颈”效应(ink—bottle effect)。　　7．可以预见，在地铁运营相当长的一段时间内，隧道周围和轨道底部地层都会存在结构单元之间的压密过程，而由于隧道底部承受来自地铁的荷载较大，压密趋势有所缓和，但单元之间的错动将会是变形的主要因素，因此，在相当长的时间内，变形仍将继续。　　8．微观试验的结果也表明，采用堆砌体模型解释超低应力条件下饱和软粘土的变形机制并不恰当。　　最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。　　

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