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地铁由于具有安全、高效等优点而在城市中得到了大力的发展，是解决交通资源紧张问题的重要手段之一。盾构法是目前地铁在城市中施工的主要工法。由于周围地层环境的复杂以及施工工艺的缺陷，盾构施工难免会对周围地层产生扰动，使土体经历一系列复杂的应力路径，进而改变土的力学特性。此外，当隧道施工完成后进入运营期间，隧道及周围土体还会承受不同的动力荷载。因此，研究隧道周围土体在经过盾构施工应力路径后动力特性如何变化，是关系到隧道安全运营的重要问题。
本研究通过结合盾构施工过程的特点和理论解析解来获取隧道周围不同位置处土体所经历的应力路径，探究了天津地区软黏土在不同施工应力路径条件下的宏观变形特性及微观结构特征，并通过分级动荷载试验研究经历施工作用后软黏土的动力特性，并分析其变化机理。研究结果表明：
(1)是否考虑盾构施工作用对排水条件下原状软黏土的变形特性有较大的影响。未考虑施工作用条件下，侧部原状软黏土在较小偏应力的作用下轴向变形减小，而体应变增大，孔隙体积在被压缩的同时孔隙形状向等轴圆形发展；而底部原状软黏土表现出更小的轴向变形和体应变，孔隙体积增大，并且出现了由微小裂纹发展而逐渐联通的较大长条孔隙。在考虑盾构施工作用的条件下，距离隧道越近时，隧道侧部和底部原状软黏土表现出不同的变形特征：侧部软黏土主要表现为轴向变形增大，大孔隙逐渐转变为更多的小孔隙，孔隙形状向长条形发展，但体应变和总孔隙体积变化不大；而底部软黏土主要表现为体应变逐渐减小，孔隙体积和孔径均增大，但轴向应变差别不大。
(2)隧道侧部和底部原状软黏土在经历过排水施工应力路径后的动力特性变化不同。考虑盾构施工作用影响条件下，隧道侧部软黏土动剪切模量和剪切强度比未考虑施工作用的软黏土有一定降低，而对于隧道底部，考虑施工作用则会提高软黏土的动剪切模量和剪切强度。因此，在当前应力水平相同的条件下，先期经过的不同应力路径会导致软黏土力学性质有较大的差异。在考虑盾构施工的条件下，随着与隧道距离的减小，侧部软黏土的动剪切模量和剪切强度逐渐提升，而底部软黏土的动剪切模量和剪切强度越小。
(3)考虑盾构施工作用后软黏土的动力特性受施工阶段中的变形和当前应力状态的影响。对于隧道侧部，随着与隧道距离的减小，由于应力水平的提高使得经历施工作用软黏土的动剪切模量和剪切强度逐渐提升；对于隧道底部，距离隧道越近时，由于孔隙体积增大和平均应力水平降低使得经历施工作用软黏土的动剪切模量和剪切强度越小。相比于考虑施工作用试样，隧道侧部未考虑施工作用试样由于具有较小的孔隙体积和孔径而具有较大的动剪切模量，而隧道底部未考虑施工作用试样具有较大的孔隙体积和孔径而具有较小的动剪切模量。宏微观参数相关性分析表明，当软黏土中的孔隙比降低、峰值孔径减小、孔隙定向概率熵增大时，土体的动剪切模量有所提升。
本研究通过结合盾构施工过程的特点和理论解析解来获取隧道周围不同位置处土体所经历的应力路径，探究了天津地区软黏土在不同施工应力路径条件下的宏观变形特性及微观结构特征，并通过分级动荷载试验研究经历施工作用后软黏土的动力特性，并分析其变化机理。研究结果表明：
(1)是否考虑盾构施工作用对排水条件下原状软黏土的变形特性有较大的影响。未考虑施工作用条件下，侧部原状软黏土在较小偏应力的作用下轴向变形减小，而体应变增大，孔隙体积在被压缩的同时孔隙形状向等轴圆形发展；而底部原状软黏土表现出更小的轴向变形和体应变，孔隙体积增大，并且出现了由微小裂纹发展而逐渐联通的较大长条孔隙。在考虑盾构施工作用的条件下，距离隧道越近时，隧道侧部和底部原状软黏土表现出不同的变形特征：侧部软黏土主要表现为轴向变形增大，大孔隙逐渐转变为更多的小孔隙，孔隙形状向长条形发展，但体应变和总孔隙体积变化不大；而底部软黏土主要表现为体应变逐渐减小，孔隙体积和孔径均增大，但轴向应变差别不大。
(2)隧道侧部和底部原状软黏土在经历过排水施工应力路径后的动力特性变化不同。考虑盾构施工作用影响条件下，隧道侧部软黏土动剪切模量和剪切强度比未考虑施工作用的软黏土有一定降低，而对于隧道底部，考虑施工作用则会提高软黏土的动剪切模量和剪切强度。因此，在当前应力水平相同的条件下，先期经过的不同应力路径会导致软黏土力学性质有较大的差异。在考虑盾构施工的条件下，随着与隧道距离的减小，侧部软黏土的动剪切模量和剪切强度逐渐提升，而底部软黏土的动剪切模量和剪切强度越小。
(3)考虑盾构施工作用后软黏土的动力特性受施工阶段中的变形和当前应力状态的影响。对于隧道侧部，随着与隧道距离的减小，由于应力水平的提高使得经历施工作用软黏土的动剪切模量和剪切强度逐渐提升；对于隧道底部，距离隧道越近时，由于孔隙体积增大和平均应力水平降低使得经历施工作用软黏土的动剪切模量和剪切强度越小。相比于考虑施工作用试样，隧道侧部未考虑施工作用试样由于具有较小的孔隙体积和孔径而具有较大的动剪切模量，而隧道底部未考虑施工作用试样具有较大的孔隙体积和孔径而具有较小的动剪切模量。宏微观参数相关性分析表明，当软黏土中的孔隙比降低、峰值孔径减小、孔隙定向概率熵增大时，土体的动剪切模量有所提升。