地铁隧道_地层动力相互作用模型试验参数设计.docx

地铁隧道－地层动力相互作用模型试验参数设计＊袁立群１，２，门玉明１，彭玲云１，李凯玲１（１．长安大学地质工程与测绘学院，西安７１００５４；２．聊城大学建筑工程学院，山东聊城２５２０５９）摘要：以西安地铁２号线为研究原型，根据模型试验相似准则，设计了列车荷载作用下地裂缝－地铁隧道－地层动力相互作用试验模型。根据试验需求及场地条件，确定采用模型试验箱进行试验，模型试验箱考虑了地铁隧道与地裂缝的不同交角，可以分别模拟地铁隧道与地裂缝呈９０°正交、６０°斜交、３０°斜交的情况，同时，试验采用激振器模拟了不同频率的车辆振动荷载。根据相似原理，合理确定了几何参数、地铁隧道及围岩材料参数、动力加载方式及动力试验参数，以期通过模型试验来研究地铁隧道－地裂缝－地层在列车振动荷载作用下的动力响应规律，为列车振动控制措施研究提供参考。关键词：地铁隧道；模型试验；相似准则；参数设计中图分类号：Ｐ６４２．２６；ＴＵ３５４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２１３２（２０１４）０２－０１８０－０５ＴｈｅＳｉｍｉｌａｒＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄＰａｒａｍｅｔｅｒｓＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＭｏｄｅｌＴｅｓｔｆｏｒＤｙｎａｍｉｃＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＭｅｔｒｏＴｕｎｎｅｌａｎｄＳｔｒａｔｕｍＹＵＡＮＬｉ－ｑｕｎ１，２，ＭＥＮＹｕ－ｍｉｎｇ１，ＰＥＮＧＬｉｎｇ－ｙｕｎ１，ＬＩＫａｉ－ｌｉｎｇ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇ，Ｃｈａｎｇ′ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｃｈｅｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ２５２０５９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂｅｔｔｅｒｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅａｃｔｕａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｅｔｒｏｌｉｎｅ２ｉｎｘｉ′ａｎｉｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅ－ｓｅａｒｃｈｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｆｉｓｓｕｒｅ－ｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌ－ｓｔｒａｔｕｍａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｅｓｔｒｅｑｕｉｒｅ－ｍｅｎｔｓａｎｄｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｔｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｏｕｓｅｍｏｄｅｌｂｏｘｉｎｔｈｅｔｅｓｔ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｓｂｅｔｗｅｅｎｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌａｎｄｇｒｏｕｎｄｆｉｓｓｕｒｅａｒｅｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｗｈｅｎｍａｋｉｎｇｍｏｄｅｌｂｏｘ．Ｉｔｃａｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｓ，ｓｕｃｈａｓ９０°、６０°ａｎｄ３０°．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔｄｅ－ｓｉｄｅｓｔｏｕｓｅｖｉｂｒａｔｏｒｔｏｉｍｉｔａｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｒａｉｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｌｏａｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｉ－ｌａｒｉｔｙｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｗｅｒｅａｓｏｎａｂｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌａｎｄｓｕｒ－ｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄａｎｄｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｓｏｏｎ．Ｉｔ′ｓｅｘ－ｐｅｃｔｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｌａｗｏｆｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌ－ｇｒｏｕｎｄｆｉｓｓｕｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｒａｉｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｌｏａｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔａｎｄｔｈｅｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｒａｉｎｖｉｂｒａ－ｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌ；ｍｏｄｅｌｔｅｓｔ；ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅｓｉｇｎ＊收稿日期：２０１２－１２－１１；修回日期：２０１３－０７－０２基金项目：国家自然科学基金项目资助作者简介：袁立群（１９８１－），男，讲师，博士研究生。主要从事岩土工程及建筑安全工程研究。Ｅｍａｉｌ：Ｌｉｑｕｎｙｕａｎ＠１６３．ｃｏｍ第２期袁立群等：地铁隧道－地层动力相互作用模型试验参数设计１８１引言近年来，我国以地铁为代表的轨道交通的迅猛发展给城市生活带来了极大的便利，同时也出现了一些负面影响，其中地铁运行的列车振动诱发的一些问题就尤为显著。关于地铁列车引起的振动问题，国外学者主要