地鐵軟土層凍融特性試驗分析及模糊隨機預測

姚亞鋒， 林 鍵， 唐 彬， 季京晨

(1.安徽建筑大學土木工程學院， 合肥 230022； 2. 南通職業大學建筑工程學院， 南通 226001；3.安徽理工大學安全科學與工程博士后科研流動站， 淮南 232001)

隨著中國經濟建設的大發展，城市規模不斷擴大，為有效解決土地環境資源匱乏等問題，城市地鐵得到快速推廣和應用。南通作為核心城市，為同步長三角區域經濟一體化的步伐，其軌道交通地鐵一號線和二號線的建設正在緊張有序地開展。根據前期的地質分析，南通地區屬于長江下游三角洲沖積平原地貌，總體土質比較松軟，含水率高，為有效隔絕地下水和起到臨時支護的作用，施工時對周圍土體常采用人工凍結法加固[1-2]。但與此同時，在地鐵隧道或聯絡通道地下凍結法施工時，隨著凍結壁凍融循環的影響，周圍會產生不均勻的沉降，嚴重影響地下工程的安全。

中外學者在此方面做了大量的研究和探討：莊惠敏等[3]等通過融沉試驗發現軟土層凍結后的融沉系數與干密度的關系密切。黃繼輝等[4]用數值計算的方法分析不同凍結區域內凍土的凍脹程度，進而根據凍脹荷載的分布情況推導出凍脹力的理論解析解。Lu等[5]以裂縫性砂巖為研究對象，進行了凍融循環試驗，在此基礎上綜合考慮裂紋、圍壓、凍融作用等因素建立了單軸抗壓強度損傷預測模型，并通過工程案例對模型進行了精度驗證。苑郁林等[6]通過大量的實測數據，獲得圍巖凍融敏感度的分類方法。通過所得三類圍巖的特點和病害分析，給出了相應的技術手段和條件標準。……