3 孔隙水壓力對地鐵振動荷載的響應
3.1 孔隙水壓力隨地鐵振動的變化規律
地鐵列車共 6 節車廂，整車長 139.46 m，正常運行速度是 60 km/h。地鐵在運行過程中，埋設在不同深度的孔壓計對地鐵振動產生的超孔隙水壓力變化具有不同的響應特征，圖 3 就是一列地鐵通過某一監測點時記錄到的孔隙水壓力對地鐵振動荷載的響應規律，峰值出現在輪軌相互作用的瞬間。以#3 監測孔進行具體分析，通過孔壓計的監測反映出不同深度孔隙水壓力變化的規律。圖 4 為時間 11:00～12:15 分別測得埋深為 8.5、11.5 和 14.0 m 處的波形后按照公式（3）～（5）計算得到的相應的孔隙水壓力。
#4、#5 監測孔離地鐵的距離與#3 監測孔相同，均為 1.8 m，監測到的地鐵振動產生的孔隙水壓力與圖 4基本相同，只是時間上比#3 監測孔分別滯后 1.15 s 和2.31s。在垂直地鐵運行方向上，#1、#2 監測孔與#3 監測孔比較，除了時間具有一定滯后外，孔隙水壓力響應衰減明顯。
3.2 孔隙水壓力的消散規律
地鐵在晚間最后一趟車通過和停止運行后，#3 監測孔孔隙水壓力開始逐漸消散，圖5是埋深為8.5、11.5和 14.0 m 處孔隙水壓力逐漸消散的變化曲線。
4 孔隙水壓力對地鐵振動響應分析
4.1 孔隙水壓力監測結果分析
孔隙水壓力監測值統計結果見表 1，各監測點的水頭和水頭差計算值見表 2。
表 1、2 結果顯示，8.5 m 處孔隙水壓力水頭差為2.51 cm；11.5 m 處孔隙水壓力水頭差為 6.70 cm；14.0m 處的孔隙水壓力水頭差為 11.69 cm。由此可以得出：在地鐵振動荷載作用下，隧道周圍飽和粘性土對地鐵振動的反應與位置密切相關，離隧道盾構越近反應越敏感，隧道側下部比隧道側上部反應敏感，超出一定深度范圍之后振動作用力的影響消失。與此同時，孔隙水消散后不同監測深度上的水頭壓力均比地鐵振動過程中飽和土體中孔隙水最小壓力略高。
4.2 地鐵振動荷載對孔隙水壓力影響的機理分析
地鐵振動對周圍土體中孔隙水壓力影響的動力學特征主要表現為：振動荷載作用使土體產生彈性壓縮，使孔隙水壓力迅速上升；當列車經過后，由于土體的回彈造成孔隙產生負壓，使壓力下降。在圖 3 中，每列地鐵 6 節車廂，每節車廂有 4 對車輪，四組輪距分別為 2.8、13.0、2.8 m，車輪經過同一點時振動產生孔隙水壓力增長和消散遞加，致使孔隙水壓力增長、消散與列車車輪經過時相對應。由于不同時段列車通過觀測點時間間隔不等，且列車是相向而行，彼此存在一定的干擾，致使測定的孔隙水壓力增長和消散并不是等間距的規整波形。
同時，高峰期列車比較擁擠，振動荷載較重，相應地傳遞的能量較大，孔壓或水頭波動的振幅也相對較大，從圖 4 中就能明顯反映出來。地鐵振動通過輪軌傳遞給管片及襯砌，再由襯砌將能量傳遞給周圍土水，在土水作用下能量逐漸衰減，除部分能量被土體吸收外，還有部分能量用于克服飽和粘性土中孔隙水起始水力坡度，引起孔隙水壓力或水頭升高；隨著振動作用的消失，孔隙水壓力開始消散，水頭逐漸回落。當孔隙水壓力尚未完全消散時，下一班列車又通過，振動表現出同樣的規律，致使孔壓或水頭往復不斷發生波動。當列車停止運行后，孔隙水逐漸消散，最終達到平衡穩定狀態。
5 結 語
（1）飽和粘性土中孔隙水壓力對地鐵振動荷載作用具有明顯的響應特征，且距離盾構隧道越近反應越敏感，下部比上部反映敏感，當振動傳遞到一定深度，其能量不足以克服孔隙水運動的起始阻力時影響就基本消失。
（2）飽和粘性土中孔隙水壓力對地鐵振動荷載的作用具有一定的時間滯后效應，除與地鐵振動點距離有關外，還與地鐵作用力的方向關系密切，一般離地鐵越近滯后的時間越短，土體中孔隙壓力或水頭波動的周期與地鐵振動周期基本相同；
（3）飽和粘性土中孔隙水壓力對地鐵振動作用引起的孔壓消散過程要比孔壓增大過程緩慢得多。
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