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中文摘要：
项目以软粘土地区城市地铁为研究对象，由于软粘土地区地铁埋深大多在地表以下8-17m左右。在地铁振动荷载作用下，软粘土层中的孔隙水压力发生变化导致软粘土微结构的变化，进而直接影响到软粘土的动力特性及隧道整体的稳定性。项目以室内试验和野外试验为基础，主要研究以下几方面内容饱和软粘土在不同振动荷载和不同振动频率作用下，孔隙水压力积聚和消散的变化规律；用现代测试手段研究原性土和变性土孔隙度、孔隙比水平和垂直方向上颗粒粒径、扁圆度、颗粒定向度等微观结构的变化特点，用计算机三维仿真模拟，再现软粘土微观结构变形和破坏的全过程；用弹塑性理论建立软粘土发生弹性、塑性变形和软化破坏的数学模型，研究其动力特性和稳定性。其研究成果对于指导地铁隧道工程设计、行使列车的振动对隧道周围软粘土层强度和变形的控制、地铁隧道施工处理和施工工程环境的防治等，无论在理论还是实践上都具有非常重要的意义。
结论摘要：
本研究针对当前在地铁行车荷载作用下隧道周围软粘土层中轴线变形与地面沉降问题。开展地铁行车振动荷载对隧道周围软粘土的微结构影响及动力特性研究。通过在地铁隧道现场钻孔测试、室内采用多功能循环三轴试验（GDS）、电子扫描电镜（SEM）和压汞试验等定性、定量的研究方法，得到了地铁列车行驶时引起的两个土体响应频率、土体响应应力幅值随深度变化规律以及地铁振动荷载的影响范围；建立了地铁行车荷载作用下孔隙水压力增长模型，结合有关试验成果，提出了地铁行车荷载作用下孔隙水压力增长的三个阶段与饱和软粘土动力变形特性的关系；在现有的瞬态动力分析有限元方法研究基础上对其进行进一步的改进，建立了模拟地铁列车经过时隧道周围土体的动力响应计算机三维有限元模型；对饱和软粘土在振动前后的微观结构变化进行了定性、定量研究，并将微观结构的变化与宏观变形进行了耦合分析。通过对有关工程实例的计算分析，验证了所提出分析方法的有效性，为下一步探索控制和减少软土地区地铁隧道轴线变形与长期沉降的有效途径以及地铁工程的耐久性提供了可靠的理论依据。
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