类矩形软土隧道开挖引起地层沉降物理模型试验研究

目前针对类矩形等异形截面隧道施工效应的室内模型试验研究还非常少见。文章基于类矩形截面隧道开挖收敛位移模式,建立类矩形隧道开挖引起土体自由场位移的模型试验系统,包括类矩形隧道开挖模拟装置、自由场位移测量体系以及模型试验数据采集体系等。首先,通过4个液囊排水模拟类矩形隧道开挖掘进过程,实时记录地表和地层内部的沉降变形,分析了类矩形隧道开挖引起土体自由场位移分布与发展规律,并将沉降模型试验值与理论计算值进行对比。试验发现,土体沉降值随着隧道液囊的排水缓慢增加。此外,在隧道截面面积、隧道埋深、地层损失率均相同工况下进行类矩形与圆形隧道模型对比试验,结果表明,类矩形隧道开挖引起土体自由场沉降槽宽度明显大于同工况下圆形隧道的试验结果;在隧道正中心位置处,圆形隧道开挖引起地表沉降试验结果明显大于类矩形隧道开挖引起地表沉降试验结果。