1.3　研究内容

无论是地表大面积加载还是卸载，均会引起一定范围内土体的应力场和位移场发生变化，从而打破盾构隧道原有的平衡状态。一旦加载和卸载引起的附加应力场或位移场过大，隧道将会产生过大的横向收敛和纵向沉降，当变形量达到一定程度时就会对结构产生破坏，影响隧道的正常运营。因此，本书从以下几个方面进行介绍。

（1）基于弹性理论建立大面积加载下地铁隧道纵向变形分析方法。

对于均质土体，基于竖向荷载作用下的布西奈斯克解，通过对地面堆载作用效应进行二重积分，求解得到堆载作用下土体应力位移场的解析表达式，给出相应的理论分析方法和理论解；对于分层土体，基于弹性半无限空间理论，求解得到堆载作用下分层土体中的应力和位移数值解；基于两阶段法，采用Pasternak地基模型，利用有限差分法求得地面堆载作用下隧道结构的纵向变形响应。

（2）基于数值模型和室内试验研究隧道上方加载作用下隧道的横向变形响应。

利用ABAQUS有限元软件，建立大面积加载下隧道横向变形响应的数值模型，重点分析土层性质对隧道横向变形的影响；进一步采用室内模型试验，研究偏心加载作用下隧道变形响应以及隧道周围附加应力的分布特征。

（3）上方卸载作用下盾构隧道变形规律的数值分析。

针对地铁隧道正上方基坑开挖卸载对隧道变形的影响展开研究，按照基坑开挖尺寸、土体加固效果和抗拔桩影响等因素，通过有限元数值分析，讨论基坑开挖对隧道变形影响的时空效应。结合邻近地铁隧道的工程控制作业具体措施情况，总结上方基坑开挖引发隧道变形的规律性认识。

（4）现场工程案例。

通过对典型压载和卸载工程案例的长期监测和检查分析，对压载变形特征和变形量有了定量的认识和总结，对隧道上方有计划地限时卸载，通过地基加固、增设桩基等施工并形成结构体等抗隆起手段，辅以工程中的限时施工措施，可有效控制隧道地层的隆起量，浅部卸载的隆起量可控制在1‰H（H 为卸载土层的厚度）以内。

【注释】

[1]本书的现有运营里程均指2021年底。