盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究

郑 刚 1，2，张扶正 1，2，张天奇 1，2，查万理 1，2 

（1. 滨海土木工程结构与安全教育部重点试验室，天津 300072；2. 天津大学土木工程系，天津 300072） 

摘 要：针对盾构法施工过程中产生的土体损失，补偿注浆是一种应用广泛的沉降控制措施。通过模型试验及数值模 拟，研究了盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体的扰动影响。将开挖和补偿注浆连续考虑，重点研究了既有土体损失 情况下补偿注浆对地表沉降和周围土体应力的影响规律，研究结果表明，盾构隧道开挖过程中，地表沉降可以用 Peck 公式有效预测，且沉降最大值与土体损失率呈线性关系，隧道周围土体按照应力变化情况分为正拱区、卸荷区、塑性 区。补偿注浆过程中，土体按应力变化情况分为抬升挤压区和正拱补偿区。应用小应变本构模型（HSS）进行数值模拟， 模拟结果与试验规律对应良好，进一步验证了模型试验揭示的隧道开挖和补偿注浆对土体的扰动机理。 

关键词：盾构隧道；模型试验；地表沉降；土体应力变化；小应变本构；砂土

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