暗挖地铁隧道诱发复杂岩土层环境损伤机理与预控研究

以广州地铁工程为背景，针对华南广泛分布的浅层复杂膨胀软岩中地铁施工与地下水多因素多场耦合诱发地层环境损伤难题进行研究。在软岩-水理化实验分析基础上，运用当今先进的微-细-宏观力学实验手段，进行软岩微细-宏观蠕变与渗透实验；探索外部应力与软岩内部致胀矿物缺陷微细观变化一一对应关系，利用重正化群理论与细胞自动机模型等揭示膨胀软岩水致损伤的细-宏观跨层次损伤演化与破坏机理；探求其定量表征关系和膨胀软岩归一化的非线性本构理论。开展复杂地层水-岩土耦合下地铁隧道开挖的大型模型试验研究，研究水与施工扰动诱发地层环境损伤的实验规律。基于圆柱拖带系下壳体理论建立三维衬砌模型，通过水-软岩-衬砌支护结构在多场耦合下大变形力学分析，研究隧道施工诱发复杂岩土层变形与环境损伤的三维预测理论。扩充现有STSP系统，将研究成果程序化，开发暗挖地铁隧道环境损伤三维预测与控制仿真系统，尝试解决复杂岩土层环境损伤预控难题。