饱和地基地铁盾构隧道车致动应力响应特征

摘要

将盾构隧道衬砌和壁后注浆层视为Flügge双层圆柱壳、将饱和土体视为包裹在隧道外的中空圆土柱、将列车荷载视为一系列以恒速移动的轮载,基于分离变量法求解圆柱壳运动方程,并借助Helmholtz矢量分解定理求解Bio t波动方程,结合边界条件,建立车辆-隧道-土体系统动力响应半解析模型.基于该模型,探讨饱和黏性土地基车致动应力的时空分布特征.结果表明:隧道注浆层底部土体正应力τyy幅值最大,τxx和τzz幅值接近,约为0.5τyy;土体正应力及孔压幅值随着深度的增加而减小,正应力中τxx沿深度衰减最快,τyy衰减最慢;剪应力τyz幅值随着深度的增加先增大后减小,至注浆层底部以下9 m处,地基动应力衰减为最大值的20％ 及以下.