地铁盾构隧道的长期累积沉降会影响地铁正常运营和结构安全,其中列车运行过程中所产生的振动荷载对沉降量的影响较大。因此,对列车振动荷载作用下隧道结构及周围土体的动力响应和长期沉降进行相关研究具有重要理论和实践意义。本文以郑州地铁1号线一期工程为研究背景,采用现场实测、数值模拟、理论计算相结合的方法,研究了粉砂地层中列车振动荷载对曲线隧道结构及周围土体动力响应和长期累积沉降的影响。具体研究内容如下:(1)通过对粉砂土层中列车振动荷载下的曲线盾构隧道进行工后现场监测,对比直线段与曲线段盾构隧道的累积沉降值,表明曲线段的沉降比直线段平均增加了30%,且隧道短期沉降值远小于长期累积沉降值;道床水平位移变化量最大值为1.95mm;管片收敛位移变化量最大值为2.6mm,均满足规范变形要求,认为现场监测累积沉降值为列车振动荷载和工后固结两种因素之和。(2)提出一种曲线隧道内列车振动荷载的施加方法,对比分析不同曲率半径隧道和周围土层动力响应变化规律,将数值模拟与理论计算值与现场监测结果进行对比,验证数值模型的可靠性。结果表明:曲线隧道周围土体的动力响应和长期累积沉降值随着与隧道轴线之间的距离和转弯半径的增加而减小,动力响应的主要影响范围在隧道底部0-15m处,当曲线隧道转弯半径增加至直线时,其最大减小幅度分别为84.6%和44.2%;隧道下卧土层液化系数最大值小于1,表明曲线隧道在列车振动荷载作用下不容易发生液化现象,且土层液化性随深度的增加呈降低趋势;(3)通过改变隧道管片厚度、轨道超高形式、列车运行速度,研究组合工况下,隧道结构和周围土层动力响应和长期沉降的变化规律。研究发现:位置特征相同的监测点具有相似的响应特征;隧道结构动力响应主要有两个响应频率(高频和低频),实际工程中应根据隧道结构实际的响应频率采取适当的措施,避免两者之间的频率相近或相同而引起共振;车速为80km/h,衬砌厚度为300mm,超高由外升为改为内降外升使得隧道底部土体动力响应降低了54.5%;相比列车运行速度40km/h、60km/h,80km/h车速下计算得到的隧道长期沉降值平均降低了27.0%和13.7%,建议列车通过曲线隧道时车速应保持在60~80km/h。