地铁软土层冻融特性试验分析及模糊随机预测

姚亚锋， 林 键， 唐 彬， 季京晨

(1.安徽建筑大学土木工程学院， 合肥 230022； 2. 南通职业大学建筑工程学院， 南通 226001；3.安徽理工大学安全科学与工程博士后科研流动站， 淮南 232001)

随着中国经济建设的大发展，城市规模不断扩大，为有效解决土地环境资源匮乏等问题，城市地铁得到快速推广和应用。南通作为核心城市，为同步长三角区域经济一体化的步伐，其轨道交通地铁一号线和二号线的建设正在紧张有序地开展。根据前期的地质分析，南通地区属于长江下游三角洲冲积平原地貌，总体土质比较松软，含水率高，为有效隔绝地下水和起到临时支护的作用，施工时对周围土体常采用人工冻结法加固[1-2]。但与此同时，在地铁隧道或联络通道地下冻结法施工时，随着冻结壁冻融循环的影响，周围会产生不均匀的沉降，严重影响地下工程的安全。

中外学者在此方面做了大量的研究和探讨：庄惠敏等[3]等通过融沉试验发现软土层冻结后的融沉系数与干密度的关系密切。黄继辉等[4]用数值计算的方法分析不同冻结区域内冻土的冻胀程度，进而根据冻胀荷载的分布情况推导出冻胀力的理论解析解。Lu等[5]以裂缝性砂岩为研究对象，进行了冻融循环试验，在此基础上综合考虑裂纹、围压、冻融作用等因素建立了单轴抗压强度损伤预测模型，并通过工程案例对模型进行了精度验证。苑郁林等[6]通过大量的实测数据，获得围岩冻融敏感度的分类方法。通过所得三类围岩的特点和病害分析，给出了相应的技术手段和条件标准。……