黃土十字交叉隧道開挖下支護結構變形特性研究*

杜廣印 武 軍 夏 涵 王 坤

(①東南大學巖土工程研究所，南京 211189，中國)(②中國人民解放軍63926部隊，北京 100192，中國)

0 引 言

黃土是在干旱和半干旱地區(qū)陸相沉積的一種特殊土，其基本特征表現(xiàn)為大孔隙、低含水率、遇水易崩解。潘振興等(2020)研究了干濕循環(huán)作用下黃土內部裂隙發(fā)展的損傷演化過程。隨著《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布，未來西北交通網絡不可避免地穿越黃土地區(qū)。因此，黃土場地的工程也會越來越多(劉弋博等，2020)。黃土地區(qū)的隧道建設，一般埋深較淺，由于土質松軟、承載力低，建設中容易出現(xiàn)塌方、地表開裂等問題(于春，2013)，2010年開通的鄭西高鐵就是在這樣的地質條件下建設完成的。

因黃土特殊，開挖后圍巖壓力計算方法就顯得尤為重要。方錢寶等(2009)就基于黃土隧道的埋深提出了公式來計算其壓縮模量、變形和彈性抗力系數(shù)；于麗等(2019)基于極限平衡理論提出淺埋黃土隧道圍巖壓力的計算方法。邵生俊等(2013)也基于隧道地基濕陷性變形提出了一種新的關于圍巖壓力的確定方法和評價方法，再結合試驗得出濕陷系數(shù)并計算實際工況的濕陷變形量；范文等(2015)提出了黃土隧道地基濕陷壓縮應力的解析計算方法，并通過數(shù)值模擬驗證了其可靠性。

交叉結構的圍巖穩(wěn)定又是諸多地下工程建設的重點和難點，據統(tǒng)計，巷道頂板事故的30%～40%發(fā)生在交叉結構部位(平壽康等，1990)。這是由于隧道開挖后，會形成二次應力場，最大擠壓位移位置向坑道方向移動(Liu et al.，2017)，并伴有頂板出現(xiàn)高剪切應力，同一高程水平開采比下穿開采對交叉口穩(wěn)定性的影響更大(Abdellah et al.，2014)。……