3 孔隙水压力对地铁振动荷载的响应
3.1 孔隙水压力随地铁振动的变化规律
地铁列车共 6 节车厢，整车长 139.46 m，正常运行速度是 60 km/h。地铁在运行过程中，埋设在不同深度的孔压计对地铁振动产生的超孔隙水压力变化具有不同的响应特征，图 3 就是一列地铁通过某一监测点时记录到的孔隙水压力对地铁振动荷载的响应规律，峰值出现在轮轨相互作用的瞬间。以#3 监测孔进行具体分析，通过孔压计的监测反映出不同深度孔隙水压力变化的规律。图 4 为时间 11:00～12:15 分别测得埋深为 8.5、11.5 和 14.0 m 处的波形后按照公式（3）～（5）计算得到的相应的孔隙水压力。
#4、#5 监测孔离地铁的距离与#3 监测孔相同，均为 1.8 m，监测到的地铁振动产生的孔隙水压力与图 4基本相同，只是时间上比#3 监测孔分别滞后 1.15 s 和2.31s。在垂直地铁运行方向上，#1、#2 监测孔与#3 监测孔比较，除了时间具有一定滞后外，孔隙水压力响应衰减明显。
3.2 孔隙水压力的消散规律
地铁在晚间最后一趟车通过和停止运行后，#3 监测孔孔隙水压力开始逐渐消散，图5是埋深为8.5、11.5和 14.0 m 处孔隙水压力逐渐消散的变化曲线。
4 孔隙水压力对地铁振动响应分析
4.1 孔隙水压力监测结果分析
孔隙水压力监测值统计结果见表 1，各监测点的水头和水头差计算值见表 2。
表 1、2 结果显示，8.5 m 处孔隙水压力水头差为2.51 cm；11.5 m 处孔隙水压力水头差为 6.70 cm；14.0m 处的孔隙水压力水头差为 11.69 cm。由此可以得出：在地铁振动荷载作用下，隧道周围饱和粘性土对地铁振动的反应与位置密切相关，离隧道盾构越近反应越敏感，隧道侧下部比隧道侧上部反应敏感，超出一定深度范围之后振动作用力的影响消失。与此同时，孔隙水消散后不同监测深度上的水头压力均比地铁振动过程中饱和土体中孔隙水最小压力略高。
4.2 地铁振动荷载对孔隙水压力影响的机理分析
地铁振动对周围土体中孔隙水压力影响的动力学特征主要表现为：振动荷载作用使土体产生弹性压缩，使孔隙水压力迅速上升；当列车经过后，由于土体的回弹造成孔隙产生负压，使压力下降。在图 3 中，每列地铁 6 节车厢，每节车厢有 4 对车轮，四组轮距分别为 2.8、13.0、2.8 m，车轮经过同一点时振动产生孔隙水压力增长和消散递加，致使孔隙水压力增长、消散与列车车轮经过时相对应。由于不同时段列车通过观测点时间间隔不等，且列车是相向而行，彼此存在一定的干扰，致使测定的孔隙水压力增长和消散并不是等间距的规整波形。
同时，高峰期列车比较拥挤，振动荷载较重，相应地传递的能量较大，孔压或水头波动的振幅也相对较大，从图 4 中就能明显反映出来。地铁振动通过轮轨传递给管片及衬砌，再由衬砌将能量传递给周围土水，在土水作用下能量逐渐衰减，除部分能量被土体吸收外，还有部分能量用于克服饱和粘性土中孔隙水起始水力坡度，引起孔隙水压力或水头升高；随着振动作用的消失，孔隙水压力开始消散，水头逐渐回落。当孔隙水压力尚未完全消散时，下一班列车又通过，振动表现出同样的规律，致使孔压或水头往复不断发生波动。当列车停止运行后，孔隙水逐渐消散，最终达到平衡稳定状态。
5 结 语
（1）饱和粘性土中孔隙水压力对地铁振动荷载作用具有明显的响应特征，且距离盾构隧道越近反应越敏感，下部比上部反映敏感，当振动传递到一定深度，其能量不足以克服孔隙水运动的起始阻力时影响就基本消失。
（2）饱和粘性土中孔隙水压力对地铁振动荷载的作用具有一定的时间滞后效应，除与地铁振动点距离有关外，还与地铁作用力的方向关系密切，一般离地铁越近滞后的时间越短，土体中孔隙压力或水头波动的周期与地铁振动周期基本相同；
（3）饱和粘性土中孔隙水压力对地铁振动作用引起的孔压消散过程要比孔压增大过程缓慢得多。
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