1、城市地鐵區(qū)間隧道采用盾構法施工已發(fā)展成為趨勢，地鐵隧道所穿越地層的工程地質條件成為影響盾構隧道安全施工的關鍵因素。我國地域幅員遼闊，地質條件錯綜復雜，盾構隧道穿越特殊復雜地質條件時將面臨許多亟待解決的技術難題。砂卵石地層是一種典型的力學不穩(wěn)定地層，顆粒之間無粘聚力，無水狀態(tài)下，卵石顆粒之間點對點傳力，在盾構掘進擾動作用下，地層反應靈敏，地層原有的相對穩(wěn)定或平衡狀態(tài)很容易受到破壞，形成地層損失和圍巖擾動。后期在地下水、地面荷載等作用下，地

2、層損失逐漸發(fā)展至地表，導致地面坍塌。
　　論文以我國城市地鐵區(qū)間隧道在砂卵石地層中掘進為工程背景，結合國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）課題“復雜環(huán)境作用下地下結構的長期安全性及其預測方法”和西南交通大學博士創(chuàng)新基金資助項目“盾構掘進對砂卵石地層的擾動機理研究”開展研究。綜合采用理論分析、模型試驗、數(shù)值模擬等研究方法，探討砂卵石地層中盾構掘進引起的地層擾動機理，通過室內掘進試驗和顆粒離散元軟件從宏觀和細觀層面上研究盾構掘進對砂

3、卵石地層的擾動特性，取得主要成果如下:
　　1、分析了砂卵石地層中盾構掘進對地層的擾動機理和滯后沉降的形成原因，建立了二維顆粒離散元分析模型，得到了盾構掘進對開挖面前面土體和洞周土體的擾動性態(tài)，在此基礎上提出了針對砂卵石地層盾構掘進引起的土體擾動分區(qū)示意圖。從細觀層面上分析了滯后沉降的發(fā)展過程和影響因素，提出了減小滯后沉降形成的控制措施。
　　2、研制了盾構掘進試驗系統(tǒng)，包括Φ800mm土壓平衡式盾構機、盾構始發(fā)裝置、管片襯

4、砌結構及其它附屬設備。結合室內試驗，得到了試驗砂卵石地層的物理力學參數(shù)、顆粒級配曲線、渣土改良和地層加固方案。結合砂卵石地層特性，建立了適用于砂卵石地層中盾構掘進參數(shù)的計算公式。
　　3、采用Φ800mm土壓平衡式盾構掘進試驗系統(tǒng)開展了盾構穿越砂卵石地層的室內掘進試驗，從地層橫、縱斷面分析了盾構在掘進不同階段引起的地層擾動特點，得到了不同埋深地層的變形特點和擾動范圍。分析了盾構在實施渣土改良、地層加固等措施后的掘進參數(shù)變化特點以及

5、地層變形動態(tài)響應，探討了盾構在不同掘進區(qū)段時掘進參數(shù)之間的相互關系，對比分析了盾構在穿越不同級配砂卵石地層時的重要掘進參數(shù)，建立了不同盾構掘進參數(shù)間的數(shù)學模型。
　　4、采用顆粒離散元方法建立了包含土倉、盾構刀盤、螺旋出土器以及掘進土槽的土壓平衡式盾構掘進分析模型，對砂卵石地層中盾構掘進全過程進行了模擬，從土體顆粒位移、接觸狀態(tài)和地層應力狀態(tài)方面分析了盾構掘進對地層的擾動范圍、沉降形態(tài)以及地層動態(tài)移動變化規(guī)律;建立了盾構項推速度、