1、由于軟土的固結(jié)、流變以及隧道襯砌的半透水性,軟土隧道的內(nèi)力與變形將隨時間長期變化和發(fā)展.但目前相關(guān)的理論研究還滯后于工程實(shí)踐.本文從Biot固結(jié)理論出發(fā),對軟土隧道的固結(jié)性狀和相互作用以及在外荷載作用下的動力響應(yīng)問題展開較系統(tǒng)、深入的研究,以揭示和掌握襯砌和土體的相對滲透性對軟土的固結(jié)、流變以及對隧道內(nèi)力和變形的影響規(guī)律,為軟土中隧道的設(shè)計計算和工程實(shí)踐提供技術(shù)支撐.主要工作如下:1.考慮隧道襯砌和周圍土體的相對滲透性,假定隧道處于半封

2、閉狀態(tài)(即邊界半透水)且為薄壁柔性,研究了粘彈性飽和土體中深埋圓形隧道的固結(jié)問題.2.考慮襯砌材料和土體的流變性以及襯砌的剛度,利用薄壁圓柱殼理論,研究了粘彈性飽和土體中半封閉圓形隧道襯砌-土相互作用問題.3.對隧道邊界上受軸對稱荷載和流體壓力作用情況下半封閉壓力隧道周圍軟土的固結(jié)及襯砌-土相互作用問題進(jìn)行了研究,分別得到隧道周圍設(shè)置集中排水、不透水層等復(fù)雜情況下的解答,并分析了襯砌滲透性參數(shù)等對固結(jié)性狀的影響.提出采用反映襯砌材料孔隙

3、率的應(yīng)力系數(shù)r來確定隧道邊界上襯砌和孔隙水分別承擔(dān)的內(nèi)水壓力值,從而可避免當(dāng)前壓力隧道計算中將隧道邊界上的內(nèi)水壓力視為軸對稱荷載或流體壓力這兩種簡單假設(shè),使壓力隧道的計算更接近于工程實(shí)際.4.首次將襯砌的半封閉特性引入于隧道的動力響應(yīng)問題,基于Carione建立的反映土體松馳和流變的粘彈性本構(gòu)模型,在頻域內(nèi)得到了考慮襯砌剛度、隧道邊界上受軸對稱荷載及流體壓力作用下半封閉圓形隧道襯砌—土的動力固結(jié)和相互作用解答.分析了襯砌和土體的材料及幾