岩土复合地层盾构隧道对地表变形及应力分析的研究

来源：水资源与水工程学报杂志2023年第3期北京时间：

作者：杨海涛，晏莉，严志伟,吴昊

单位：（1.长沙理工大学土木工程学院,2.西南交通大学隧道工程教育部重点实验室

摘要：考虑到岩体与土体力学性质的差异，利用复变函数结合随机介质理论建立岩土复合地层隧道开挖的力学解析模型，将理论计算结果与数值模拟、现场实测结果进行对比。结果表明：解析解、数值解与实测值三者的吻合度相对较高，且数值解与理论解的沉降槽宽度保持一致，说明该理论计算方法具有较高的可信度。随后讨论了作用于岩、土层分界面不同竖向荷载、岩层隧道埋深与其半径之比以及岩体泊松比等参数对地表变形及洞周应力的影响。结果表明：随着岩、土层分界面竖向荷载的增加，地表沉降也不断增大，洞周环向压应力在隧道拱腰附近显著增大而拱顶环向拉应力变化相对缓慢；随着深径比h/r的减小，地表沉降逐渐增大，当h/r≥3时，增大深径比对洞周环向应力的影响相对较小；岩体泊松比越大，则地表沉降越小，洞周环向应力分布越均匀。

关键词：岩土复合地层,盾构隧道,土体变形,洞周应力,应力分析,复变函数,随机介质理论

基金资助：国家自然科学基金项目（51408067）； 湖南省教育厅优秀青年项目（18B136）