吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (6): 1945-1957.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250172
杨忠平1,2,3,赵凯1,高宇豪1,向宫固1,刘新荣1,2,3
Yang Zhongping1,2,3,Zhao Kai1,Gao Yuhao1,Xiang Gonggu1,Liu Xinrong1,2,3
摘要: 西南地区广泛分布着结构松散、孔隙率大、强度较低的欠固结土石混合回填土。当隧道穿越此类地层时,常面临成洞条件差、开挖易坍塌和隧道结构失稳等问题,严重威胁隧道施工及运营安全。鉴于此,以重庆市轨道交通某区间隧道为工程背景,通过模型试验研究隧道开挖施工中的力学响应,揭示了围岩位移、应力变化和地表沉降的演化规律,并对比了全断面法、上下台阶法及预留核心土法三种开挖方法对隧道围岩变形、应力释放和地表沉降的差异性变化特征。结果表明:在开挖作用下,围岩位移演化可分为未扰动阶段、缓慢变形阶段、突变阶段和平衡稳定阶段四个阶段,相较于拱肩和拱腰,拱顶围岩变形更为显著,距离隧道拱顶0.2倍洞径处围岩竖向位移为距离拱腰0.2倍洞径处围岩水平位移的1.96倍;围岩各点径向应力变化均呈现出“之”字形趋势,围岩应力释放影响由强至弱依次为拱顶、拱肩、拱腰,而应力降低幅度排序则为拱肩、拱腰、拱顶;地表沉降按变化趋势可分为不敏感阶段、缓慢变形阶段、加速变形阶段和平稳阶段四个阶段,隧道轴线处的地表监测点曲率随着开挖面接近监测断面而逐渐增大;不同开挖方法对围岩扰动的影响强度减弱顺序依次为全断面法、上下台阶法、预留核心土法,采用预留核心土法能有效减小围岩变形、地表沉降及地表影响范围。
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