考虑膨胀土地基应力历史及地下水位季节性变化隧道开挖对桩作用机理研究

针对隧道开挖对桩作用机理研究中存在"忽略地基应力历史及隧道开挖引起的应力加载路径分区对地基短期附加变形的影响"和"忽略地基地下水位的季节性变化引起的土体工程性质及排水边界条件变化对地基长期附加变形的影响"等不足，本项目拟从城市隧道建设的实际需要出发，采用数值分析及离心模型试验模拟的研究方法,系统研究西部膨胀土地基中隧道设计和施工中一些关键共性应用基础问题，具体包括：不同应力历史和应力加载路径下的膨胀土的强度及变形特性；地下水位季节性变化对膨胀土的强度及变形特性的影响规律；考虑地基不同应力历史隧道开挖对桩的短期作用机理；考虑地下水位季节性变化隧道开挖对桩的长期作用机理。该项目的实施可更为准确地预测膨胀土地基的变形，进而有效评估隧道建设过程中及建设后桩基的工作性能，从而为维护桩基的安全与正常工作提供理论依据和指导，具有重要的理论价值和实际意义。

本项目针对隧道开挖对桩作用机理研究中存在“忽略地基应力历史对地基短期附加变形的影响”和“忽略地基地下水位的季节性变化引起的土体工程性质及排水边界条件变化对地基长期附加变形的影响”等不足,从城市隧道建设的实际需要出发，采用室内试验、数值分析及离心模型试验模拟等研究方法,系统研究了南宁膨胀土地基中隧道设计和施工中一些关键共性应用基础问题，得到了如下一些成果：南宁膨胀土的长期压缩特性及干湿循环下的强度和变形特性；改进超固结状态参量次加载面修正剑桥模型及数值实现；基于改进状态变量的上下负荷面修正剑桥模型及数值实现；考虑结构性和干湿循环影响南宁膨胀土本构模型及数值实现；膨胀土地基中单一隧道施工对群桩短期影响及长期影响的三维离心模型试验成果；膨胀土地基中双隧道对群桩短期影响及长期影响的三维离心模型试验成果；膨胀土地基中不同埋置位置双隧道对群桩短期影响及长期影响的三维离心模型试验成果；地下水位循环变化时膨胀土地基中隧道对群桩的长期影响的三维离心模型试验成果；隧道开挖对邻近刚柔性桩基的影响规律；隧道施工对不同约束作用的邻近群桩基础的影响规律。以上成果可更为准确地预测膨胀土地基的变形，进而有效评估隧道建设过程中及建设后桩基的工作性能，从而为维护桩基的安全与正常工作提供理论依据和指导，具有重要的理论价值和实际意义。