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以南昌地下饱和密实含泥砂土为对象,在三剪统一弹塑性边界面模型的基础上做了多项了室内土工试验以及在PFC3D颗粒流程序中建立了柔性边界面的常规三轴、动三轴和动真三轴的数值试验模型和单、双隧道的工程数值模型,同时将常规三轴、动三轴的室内试验结果、PFC3D模拟结果和理论计算结果作对比,动真三轴的PFC3D模拟结果和理论计算结果作对比,并分析了单、双隧道行车过程中砂土的力学特性和隧道、土体的动力响应,主要研究内容及得出结论如下:(1)介绍了静、动三轴试验的柔性边界数值模型建立方法以及模型细观参数的标定过程。PFC3D试验数值模型细观参数的标定需要以室内试验结果为基础,静、动三轴试验模型的土样可用半径排斥法生成,围压则通过小颗粒单元组成的柔性橡皮膜实现,加载只需对上下墙体速度进行控制。(2)100kPa、400kPa围压下含量泥量为0%、5%和10%的砂土在常规三轴中的PFC3D数值模拟结果、室内试验结果和理论计算结果之间的对比表明砂土在常规三轴排水条件下这3种结果的体应变状态、应力-应变关系均吻合良好,数值模型还能从颗粒位移和力链上产生对应得细观响应。(3)常规动三轴在理论计算、室内试验及PFC3D数值模拟的前20次循环加载过程中,不同含泥量饱和砂土试样在不同围压、不同振幅、不同振动频率下的应力-应变关系、孔隙水压状态都比较吻合;主应力影响系数b=0.5时动真三轴在理论计算和PFC3D数值模拟的应力-应变关系、孔隙水压状态也比较吻合。表明PFC3D在研究饱和砂土液化前期中有较好的适用性,其还能以配位数的变化响应宏观力学表现。(4)基于数值试验和南昌地铁二号线所建立的含泥量为0%和5%砂土中的单隧道PFC3D模型以及含泥量为0%砂土中的双隧道PFC3D模型表明:在单隧道运营时,由于列车经过隧道会使隧道产生向下且逐渐稳定波动的位移,同时导致隧道周围土体产生向下的位移、旋涡式的速度和稳定的应力波动;隧道拱顶上土体的位移汇聚向下,拱底下土体的位移扩散向下,速度的旋涡以隧道为中心扩散,土体应力响应则随与隧道的距离增加而减小,且拱顶和拱底的应力响应最大,砂土含泥量与隧道位移和土体应力响应正相关。在双隧道模型运营时,其隧道的振动、土体的位移、速度和应力响应与单隧道运行结果大致相同,只是隧道下部的土体在两个振源的作用下应力响应和位移会有叠加效应,两隧道中间的土体则相反会产生相互制约的效果。