浅埋特大断面砂质泥岩车站隧道施工卸荷损伤及稳定性研究
邓伯科1，仇文革2，3，张利俊1，蔡章银1，陈昊喆2，段东亚2，朱麒2
（1. 中铁十二局集团第二工程有限公司，太原 030032； 2. 成都天佑智隧科技有限公司，成都 610031； 3. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，成都 610031）
摘要：为探究浅埋特大断面砂质泥岩车站隧道施工卸荷损伤演化规律与稳定性控制问题，以重庆轨道交通18号线白居寺地铁车站隧道为依托，综合采用室内试验、理论计算、数值模拟与现场监测等方法开展系统性研究。首先，通过不同施工部位卸荷岩样的单轴压缩试验，获取其力学特性与破坏形态；基于Hoek-Brown强度准则引入扰动系数Di，量化施工扰动对岩体参数的弱化效应；进而结合损伤力学与Weibull分布函数，构建表征砂质泥岩非线性损伤演化的卸荷损伤本构模型。随后，利用FLAC3D软件对比分析常规Mohr-Coulomb与卸荷损伤本构模型对围岩塑性区、拱顶沉降及安全系数的预测差异；最后，通过现场微震与沉降监测数据验证模型的可靠性。研究结果表明：不同施工部位岩样的力学响应具有显著空间分异性，尤其是边墙岩样峰值强度最低，呈“X型共轭剪切破坏”为主；相较于常规本构模型，卸荷损伤本构模型的边墙塑性损伤深度扩大217.42%，拱顶沉降预测值增大51.7%，围岩安全系数最大降幅达14.29%，明确下台阶边墙开挖为稳定性控制的关键工序；微震事件主要集中于边墙区域，拱顶沉降监测值与模型预测值吻合较好，验证了模型的可行性；并据此提出针对边墙损伤区域的支护优化原则。研究成果为类似地质条件下浅埋特大断面隧道稳定性控制提供参考。
关键词：地铁车站；特大断面隧道；稳定性控制；砂质泥岩；卸荷损伤；数值模拟
中图分类号: U451.2 文献标识码: A DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954.202512010002