【硕士】地铁荷载作用下地基沉降的弹塑性分析【2008】

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内容简介

　　学科专业：结构工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：武汉理工大学　　学位年度： 2008年　　随着我国城市化建设的高速发展，很多大城市都在策划修建大、中运量的地铁、轻轨交通项目。近10年来，已经有20多个城市不同程度的开展了轨道交通项目前期工作和可行性研究。地铁运行时引起的地基不均匀沉降对地铁隧道结构和地基土体产生很大影响。因此，对已经建成还是未建成的地铁工程而言，寻找并预测地铁荷载引起的地基土体的沉降是非常必要的。　　本文采用与英国不平顺管理标准相应的激振力来模拟通过轨枕传递到地基的列车竖向荷载，采用Drucker—Prager塑性本构模型表示土体应力一应变关系，将地基土体视为固、液二相介质，采用FLAC3D软件建立地铁结构体系的空间模型，分析地铁结构体系在模拟荷载作用下的动力反应和地基土体的沉降分布规律。本文的主要结论如下：　　1、结合土体塑性本构模型与饱和土体Biot动力固结理论，得到以增量形式表示的求解地基土体沉降的控制方程。　　2、通过对地铁结构体系模型的初次单次加载动力计算，得出列车初次运行引起的地基沉降相当大，并有明显的回弹现象，衬砌外侧土体受到较大拉应力，不利于结构的安全和稳定。　　3、对地铁结构体系模型进行了多次动力计算以模拟列车荷载对地基土体的长期作用，得出地基土体纵向(列车运行方向)中部的沉降较大并向两端减少，列车初次运行引起的沉降占地基总体累积沉降的主体，塑性本构模型比弹性模型更符合土体变形的不可恢复性和长期累积性。　　4、分析了不同的加载次数、加载方式及土体本构模型对地基土体沉降的影响。计算结果表明，不同因素对计算所得到的地基土体的沉降规律无显著影响。　　最后，在总结全文工作的基础上，提出了沿需进一步研究的问题。　　

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