截止2016年末,我国大陆地区共30多个城市开通地铁交通运营,运营线路总长3168.6公里。目前沈阳地区地铁规划线路共11条,总长度400公里,地铁1号线和2号线已正式投入运营,运营线路总长55.07公里,新一轮开工建设的地铁共5条线路,总长186公里。随着地铁的大量建设,地铁运营期间产生的工程问题也越来越多,比如隧道周围土体产生不均匀沉降导致隧道结构整体下沉等现象。虽然一些地区已展开这方面的研究,且取得了一些研究成果,但由于土体具有极大的结构性和空间变异性,这些地区的研究成果无法准确评价沈阳地区地铁行车荷载作用下土体的动力特性,尚且沈阳地区关于地铁行车荷载作用下土体动力特性的理论和工程实践研究比较少。在此背景下,本文依托科研项目《沈阳地区地铁车辆荷载作用下黏性土动力特性试验研究》,以沈阳地铁九号线为工程背景,原状粉质黏土为研究对象,基于地铁行车荷载特点,对沈阳地区地铁隧道周围粉质黏土进行了室内动三轴试验和共振柱试验,探索了在地铁行车荷载作用下粉质黏土的动力特性,主要研究内容如下:(1)通过室内常规物理试验,对沈阳地区地铁隧道周围粉质黏土的基本物理指标进行了测定,为动三轴试验和共振柱试验参数的选取提供了依据;(2)通过室内动三轴试验,探索了在不同试验条件下三种粉质黏土的累积塑性应变和累积孔压发展规律,重点研究了围压、固结比、动应力幅值以及频率等因素对累积塑性应变和累积孔压的影响;(3)在充分了解累积塑性应变和累积孔压发展规律基础上,通过正交试验设计,利用数理统计相关知识计算了围压、动应力幅值、频率和振动次数等因素以及因素之间的耦合作用对累积塑性应变和累积孔压的影响率;(4)在现有模型基础上,通过模型之间的对比,建立了适合沈阳地区粉质黏土的累积塑性应变和累积孔压模型,并确定了模型的具体参数;(5)在上述研究基础上,通过GDS共振柱试验,详细探讨了在不同围压试验条件下三种粉质黏土的动剪切模量和阻尼比变化规律。本文的研究对沈阳地区地下轨道交通工程设计、施工以及运营期间的安全稳定评价有着重要的指导意义。