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摘要
为研究城市深埋黏土隧道受力特性及变形破坏机制，开展室内相似模型试验。采用自主研制的隧道全断面掘进试验装置，运用位移、土压力、应变量测装置及石英砂标记方法，研究开挖过程及不同埋深下隧道受力与变形特征，分析衬砌结构的最终破坏形态，通过数值模拟证实模型试验的有效性。研究结果表明：隧道开挖后土体裂纹集中分布于开挖面左上方且以压剪破坏为主，隧道开挖引起了土体的纵向不均匀沉降且邻近洞口段土体沉降最大；在50～500 m埋深条件下，土体沉降随着深度的增大而减小，土压力竖向衰减幅值大于横向，隧道结构拱底土压力最大，右拱腰和拱顶次之，左拱腰最小，隧道能够承受的埋深极限为150m；受非对称荷载作用，衬砌右部结构破坏比左部严重，衬砌结构收敛变形类似“横鸭蛋”形状，洞口段拱顶向内收敛最显著，而衬砌末端水平扩张变形明显。试验结果揭示了深埋黏土隧道地层–结构相互作用机制，为深埋地铁隧道安全施工提供了参考依据。
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单位西南交通大学; 中铁第四勘察设计院集团公司
