文档介绍：第卷第期铁道学报. .
年月
文章编号:—
围岩浸水对黄土地铁隧道稳定性影响分析
郑甲佳, 赵可
.长安大学公路学院,陕西西安;.中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安
摘要:为了了解黄土围岩在浸水后对隧道周围土体和衬砌结构稳定性的影响,选择西安地铁二号线南康村一
方新村区间隧道工程,借助有限元分析软件对计算模型采用施工和浸水两种工况进行模拟对比,同时结合现场
监测数据,对黄土地铁隧道周围土体和衬砌结构受力及变形特性进行分析研究。分析结果表明:浸水后衬砌整
体下沉,地表沉降.,满足城市地铁对沉降的要求;浸水范围内,浸水后的围岩最大主应力小于浸
水前,浸水范围以外,前者比后者略大;浸水后围岩塑性区面积较浸水前有所增大;浸水后衬砌最大弯矩和最大
轴力较浸水前分别增大% 和% ,锚杆全部受压,基本失去支护效果。短期大量的雨水入侵黄土围岩,围岩变
形和结构受力都在安全范围以内,对地铁隧道的稳定性不存在威胁。
关键词:隧道工程;稳定性;数值模拟;现场监测;黄土地铁;浸水围岩
中图分类号: 文献标志码: :./.....

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随着西安地铁二号线区间隧道的贯通,以及一号线的全面开工和三号线的审批通过,黄土地区进入了
地下空间广泛利用的时期。黄土特有的物理力学性
收稿日期:——;修回日期:——
基金项目:西安市地下铁道有限公司科技项目一一质,使其遇水后强度及变形有较大变化,对地下结构物
作者简介:郑甲佳,男,河南新野人,博士研究生。
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铁道学报第卷
的稳定和安全有较大影响,加之黄土地区的地形地貌、法⋯,见图,严格按照“管杆超前、少扰动、短进尺、
水文地质、气候等条件比较复杂,导致黄土地区隧道稳强支护、留核心、勤量测、早封闭”的施工原则进行施
定性受到较大威胁,部分隧道甚至使用几年就出现比工。
较严重的病害,如衬砌裂损、隧道渗漏水、基底下沉和
底鼓等。造成黄土地区隧道病害的主要原因就是
黄土湿陷,而浸水是黄土湿陷产生附加变形的直接诱
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因。
目前关于黄土湿陷机理,黄土湿陷本构模型,黄土
。
湿陷大变形理论,黄土的浸水特性,黄土浸水入渗规
律,黄土洞室围岩压力机理,黄土隧道防排水,黄土
隧道支护体系,黄土隧道病害处理以及黄土隧道理论图隧道开挖施工工序图
计算的本构模型¨等都有较深入的研究,取得了大量
研究成果。但针对浅埋暗挖法施工的地铁黄土隧道, 数值模拟分析
围岩浸水后支衬体系的作用效果如何,运营期间围岩. 有限元计算模型
浸水后的安全和长期稳定性等问题还有待进一步研根据隧道围岩工程地质条件与力学特性,采用平
究。面弹塑性有限元法进行模拟计算,计算中采用—
西安属于暖温带半湿润季风气候区,季节性降雨屈服准则。模型边界计算范围在水平方向和
较多,并且随着近年来突发恶劣天气情况的增多,在多隧道底部方向取倍洞径,上部取至原地面线。
雨季节市区地面大量积水,雨水