地铁的发展给人们的出行带来了极大的便利,但是地铁列车运行所可能引起地基土动力响应和地基沉降变形也成为地铁运营期间所面临的重要问题。特别是在软土广泛分布地区修建的地铁工程,即使该软土地基已经过加固处理和长期的固结过程,列车运行仍会引起土体的动力响应,甚至进一步导致地基不均匀沉降。鉴于此,本文以珠江三角洲地区的软黏土为研究对象,通过动三轴试验和显式动力学数值分析方法研究了地铁行车荷载作用下饱和软黏土的动力响应与长期沉降,主要的研究内容及成果包括:(1)基于地铁列车作用下饱和软黏土动力响应试验,系统研究了土体动应力-动应变关系的特性、土体动强度和动模量特性,试验结果表明:土体滞后性表现为一系列非封闭的滞回圈,且开口程度随动应力幅值的增大而增大;当动应变低于极限值时,频率对动骨干曲线的影响较小;基于动应力幅值和频率对土体累积塑性应变的影响,提出了考虑频率和动偏应力的累积塑性应变新数学模型。稳定型和破坏型?_d-N曲线的变化规律不一致;在振动中期,频率对动弹性模量的影响较小;土体动弹性模量随动应力幅值的增大而增大;通过H-D模型验证试验数据得到的新的归一化参数合理可行。(2)建立地铁隧道结构(列车-无砟轨道-隧道-地层)三维有限元模型,计算结果显示:从钢轨经道床和隧道衬砌再到隧底软黏土层,振动加速度和动应力幅值不断衰减;对隧道周围软黏土层而言,隧底附近土体动应力幅值最大,边墙处的最小;对地层而言,隧底附近软黏土动力响应程度最大;CA砂浆模量大小对结构动力响应影响较小,列车运行速度对结构动力响应影响较大。(3)依托地铁车辆段实际工程,建立地铁车辆段(列车-有砟轨道-地基)三维有限元模型,计算结果显示:经桩体加固软土地基后,加固区土体振动加速度衰减更快,且桩体模量对路基土体的动应力影响较大;软黏土的动应力幅值和振动加速度随深度不断衰减,说明沉降主要发生在软土浅层区域。(4)结合试验和地铁车辆段软土地基数值模拟结果,建立了地铁行车荷载作用下饱和软黏土的长期沉降预测新模型。