地铁行车荷载作用下饱和软粘土的动力响应与变形特征研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1国内外研究现状 2

1.1.1土的结构性研究 2

1.1.2列车振动荷载研究的发展 3

1.1.3列车振动荷载引起的动力响应研究 5

1.1.4动荷载作用下软黏土动力特性的研究 8

1.1.5软黏土微观结构的研究 11

1.1.6动荷载下软土地基长期沉降的研究 14

1.2本书主要研究内容与技术思路 16

1.2.1地铁行车荷载作用下隧道周围饱和软黏土的动力响应研究 16

1.2.2地铁振动荷载作用下饱和软黏土的动力特性研究 16

1.2.3地铁行车荷载作用下饱和软黏土微观结构研究 17

1.2.4有限元模拟 17

1.2.5地铁行车荷载作用下隧道周围土体的沉降预测分析 17

参考文献 17

第2章 现场试验研究 23

2.1引言 23

2.2方案设计 24

2.2.1试验场地选取 24

2.2.2试验仪器选取 24

2.2.3仪器埋设以及地层分布 25

2.3试验结果处理与分析 26

2.3.1土体响应频率 26

2.3.2垂直地铁隧道轴线土体动力响应衰减规律 28

2.3.3不同深度的土体动力响应规律 30

2.3.4孔隙水压力变化规律 30

2.3.5现场测试数据分析地铁振动荷载对孔隙水压力的影响 32

2.4本章小结 32

参考文献 33

第3章 循环荷载作用下饱和软黏土的动力特性研究 35

3.1引言 35

3.2循环荷载作用下孔隙水发展规律 35

3.2.1试验简介 36

3.2.2软黏土中的孔隙水 42

3.2.3孔隙水压力增长规律 44

3.2.4孔隙水压力增长速率衰减规律 49

3.2.5地铁振动荷载对孔隙水压力影响的机理分析 49

3.3循环荷载作用下土的变形特性 51

3.3.1试验简介 52

3.3.2循环荷载作用下变形影响因素 55

3.3.3小结 60

3.4循环荷载作用下土体的动强度特性 60

3.5循环荷载作用下土体的动应力-应变关系 62

3.6循环荷载作用下有效主应力的变化规律 65

3.6.1试验简介 65

3.6.2有效主应力随振次的变化规律 66

3.6.3剪切波速变化规律 68

3.7机理分析 69

3.8本章小结 70

参考文献 71

第4章 微观结构研究 73

4.1引言 73

4.2定性分析 76

4.2.1研究方法 77

4.2.2土样制备 78

4.2.3土样基本特征 78

4.2.4观察结果定性分析 79

4.3定量分析 95

4.3.1研究方法 96

4.3.2压汞试验的分析参数 98

4.3.3原状软黏土的孔隙特征在进汞过程中的变化规律 99

4.3.4原状软黏土的孔隙特征在出汞过程中的变化规律 101

4.3.5饱和软黏土在振动荷载作用前后孔隙结构特征参数的变化规律 103

4.3.6分形模型和分形维数 106

4.4地铁振动荷载下饱和软黏土微结构与宏观变形的相关性 112

4.4.1孔隙微结构参数与宏观压力的相关性分析 112

4.4.2孔隙微结构参数与宏观变形的相关性分析 114

4.5本章小结 116

参考文献 116

第5章 理论分析与数值模拟 119

5.1引言 119

5.2有限元分析软件简介 119

5.3理论分析 120

5.3.1动力分析的基本理论及其方程 121

5.3.2动力有限元单元数学分析 123

5.3.3土体列车振动反应的静动力分析方法 126

5.4地铁列车振动荷载的模拟 128

5.4.1地铁振动荷载产生机理 128

5.4.2地铁车辆简化模型 131

5.4.3地铁荷载施加 132

5.5模型的建立 135

5.5.1模型简介 135

5.5.2有限元模型网格划分 137

5.5.3材料参数选取 141

5.6黏弹性人工边界 142

5.7时间积分步长确定 143

5.8瞬态计算结果分析 144

5.9本章小结 146

参考文献 147

第6章 地铁作用下隧道周围土体的沉降预测分析 149

6.1引言 149

6.2软土地铁区间隧道盾构过程沉降的分析 149

6.2.1软土地铁区间隧道施工沉降的影响因素 149

6.2.2沉降影响范围及沉降变形槽 151

6.2.3沉降与注浆量的关系 153

6.2.4地面前期沉降的实用估算公式 155

6.2.5前期地面沉降分析小结 156

6.3软土地铁区间隧道长期沉降分析 157

6.3.1软土地铁区间隧道长期沉降的影响因素 157

6.3.2地铁荷载引起地基长期附加沉降机理 158

6.4隧道长期沉降的灰色预测分析 159

6.4.1灰色理论模型 159

6.4.2预测结果与分析 162

6.5隧道长期沉降的有效应力法分析 168

6.6本章小结 170

参考文献 170

第7章 结论与展望 172

7.1结论 172

7.2研究工作的展望 174

附录 作者主要成果目录 176