同济大学学报(自然科学版)

作者：韩兴博，王培源，陈子明，王流宝，雷平，高子明，叶飞

单位：1.长安大学，公路学院，陕西 西安 710064;2.中铁建西北投资建设有限公司，北京 100855;3.西安市轨道交通集团有限公司，陕西 西安 710018;4.中铁二十一局集团轨道交通工程有限公司，山东 济南 250014

关键词：黄土盾构隧道,围岩压力,三轴剪切实验,芬纳公式,结构性参数

基金：国家自然科学基金（52378390，52108360，52378389）、长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助（300102213206）、陕西省创新能力支撑计划资助（2023-CX-TD-35）

为了考虑黄土地层特征，获取合理的围岩压力以指导黄土盾构隧道结构设计，通过对比盾构隧道与新奥法隧道围岩压力现场测试数据，结合黄土盾构施工实践，验证形变围岩压力计算黄土盾构隧道围岩荷载的合理性；考虑黄土地层的强度参数，通过芬纳公式构建黄土盾构隧道形变围岩压力的计算方法；采用三轴剪切实验，探究原状黄土的应力应变关系以及应力结构性参数的变化规律，构建应力结构性参数下黄土强度指标的计算方法；结合盾构隧道开挖支护下围岩的应力应变变化规律，建立深埋黄土盾构隧道围岩结构性参数场的计算框架，结合结构性参数修正的黄土强度准则，给出深埋黄土盾构隧道围岩压力的计算方法。研究发现，使用形变压力理论计算黄土盾构隧道围岩荷载具有合理性；原状黄土相比重塑黄土有明显的应力峰值及应变软化现象；黄土应力结构性参数与粘聚力存在较好的拟合关系，与内摩擦角相关性低；当仅考虑地层浸水造成黄土结构性演变引起的围岩压力变化时，当含水率由1 %增加到25 %，塑性圈半径由4.6 m增加为5 m，围岩压力由587 kPa增加到622 kPa。

来源：2024年第7期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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