1.2.4 模型试验方法
在已有邻近隧道的周边进行堆卸载作业时，一般都需要进行周围环境影响评估和现场监测。在既有在运营隧道中布设位移监测点，并通过现场获取数据，而现场监测受限于费用和客观条件则更是难以获得隧道结构所受的附加弯矩及土压力变化。因此，在室内进行模型试验成为研究堆卸载作用对邻近隧道影响规律的一条重要途径。
Byun等［55］通过缩尺模型试验模拟基坑开挖对既有隧道的影响，测量了开挖引起的衬砌管片的受力以及隆起变形。吴庆等［56］通过室内模型试验设研究了隧道埋深和堆载位置条件下隧道的变形特征，埋深设置1D、2D、3D 三种（D 为隧道直径），堆载位置设置中心堆载、1D、2D、3D 四种。试验结果表明：相同堆载作用下，埋深2D 以内、堆载偏移隧道距离1D 以内的隧道受到的影响较大。
黄大维等［57］采用开槽模型模拟接头处抗弯刚度的削弱，并建立了完整的隧道开槽模型的设计方法。在此基础上张明告等［58］为研究地表超载引起隧道周围土压力的变化规律，进行了1∶10比例的室内相似模型试验，试验模型箱与隧道开槽模型如图1-8所示，试验中用堆载厚度来控制荷载大小。图1-9为试验得到的堆载下隧道的变形曲线，试验结果表明：地面堆载下，隧道管片水平向土压力相比于正上方更小，隧道的垂直与水平收敛随堆载厚度（隧道直径D 的倍数）的增加逐渐变大。同时通过对土压力数据的分析，得到了在软土地区地表堆载引起的隧道竖向土压力要大于按土柱理论计算所得的隧道竖向土压力的结论。
李占峰等［59］以西安地铁4号线某区间附近基坑开挖工程为背景，开展了离心机试验，对深基坑开挖对隧道结构的影响进行了分析。研究表明：基坑开挖过程中，隧道竖向受力影响要大于水平向受力影响，整体表现为卸载作用；基坑开挖会导致隧道反弯点产生沿纵轴线逆时针旋转的趋势。高继锦等［60］通过室内模型试验与数值模拟结果相互印证，采用PVC管模拟隧道，研究了交叉穿越隧道在堆载作用下的变形响应，试验结果与数值模拟结果相吻合。研究表明：堆载作用下隧道交叉穿越作用会使得上部隧道位移减小，下部隧道位移增大，在小角度交叉穿越的隧道中两隧道的相互影响更加明显，应该予以重视。
图1-8 模型试验装置及开槽隧道管片模型
图1-9 试验结果
张玉伟等［61］着眼于非对称基坑开挖引起的卸载—再加载作用对下方已建地铁隧道的不利影响，开展了土工离心机试验，分析了不同开挖步骤和荷载下既有隧道位移和受力情况。试验相似比采用1∶60，共分三次开挖，测量了开挖过程中隧道弯矩以及周边土压力大小，基坑开挖与断面测点分布示意如图1-10所示，基坑开挖相关的离心机试验布置基本类似。试验结果表明：基坑非对称卸载作用导致隧道发生上浮和偏移，二次开挖扰动加强；距离基坑中心线近的隧道扰动作用更加明显，基坑临空面影响明显。
图1-10 离心机试验开挖示意图与测点布置
梁发云等［62］采用缩尺模型试验，研究了隧道穿越土层软硬情况以及堆载位置对管片横向变形性状的影响，完整测量了分级加—卸载中椭圆度、接头张开量和附加土压力的变化曲线。试验结果表明硬土层相较于软土层隧道附加土压力分布更为均匀，隧道在软土层中的附加土压力主要分布于水平方向，同时附加土压力随堆载与隧道距离增加逐渐减小。
针对加卸载引起隧道结构的收敛超量、接头破坏等病害，众多学者同样通过试验进行了隧道加固方面的研究。
毕湘利等［63］以受上部堆载作用的通缝隧道为对象开展了内张钢圈加固试验，对比了整环加固与半环加固的受力特点。结果表明内张钢圈加固法可有效提高盾构隧道的刚度和承载力，整环加固与半环加固效果接近，两者加固后的破坏模式均是由于钢圈局部黏结失效导致。柳献等［64］用足尺试验研究了内张钢圈整环加固盾构隧道的变形性能、破坏模式。结果表明在钢圈与衬砌混凝土黏结失效之前，盾构隧道的强度与刚度均大幅提高；黏结失效后结构刚度迅速降低，且封顶块与邻接块附近是黏结薄弱部位。
刘庭金等［65］基于足尺试验建立了内张钢圈加固盾构隧道的精细有限元模型，通过对某病害错缝隧道进行钢板粘贴，将其承载力提升了59%，同时作者指出粘贴钢板与衬砌混凝土间环氧树脂的黏结失效呈现显著的脆性破坏特征，实际工程中应予以着重关注。
柳献等［66］采用具有轻型和快速加固特点的新型加固材料复合腔体对盾构隧道纵缝接头进行加固，研究了复合腔体加固接头的破坏机理和加固效果。结果表明受负弯矩作用接头的加固效果比正弯矩作用下接头的加固效果显著，同时指出应对作为结构薄弱点的黏结面引起足够重视。任天宇等［67］通过足尺试验研究了波纹钢板对盾构隧道衬砌管片的加固效果，发现波纹钢加固法可将衬砌管片刚度提高10%～36%，承载力提高163%～201%。