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随着国家轨道交通建设的发展,作为大城市中不可或缺的交通方式,地铁隧道在人口众多的综合性城市中越来越普及,特别是近些年伴随浅埋暗挖施工方法的日臻成熟。由于隧道开挖以及蠕变使洞周围岩的变形变的复杂,而二次衬砌作为隧道的安全储备,是隧道施工、运行安全以及运行寿命的首要保障,其合理的支护时机,就显得特别重要。因此,提出合理的二次衬砌支护时机势在必行,而且对类似隧道的施工具有重要的参考价值。本文以西安地铁二号线为工程背景,采用有限元软件ABAQUS进行隧道开挖模拟,对影响二次衬砌合理支护时机的因素进行总结,并分析各种影响因素下的结果,来判断各种情况下的二次衬砌合理支护时机。本文对隧道二次衬砌的支护时机主要进行了以下研究:(1)对目前国内外的研究方法与成果进行列举分析,并对黄土的蠕变机理以及蠕变理论进行了阐述。(2)根据黄土的蠕变特性,选取扩展的DRUCKER-PRAGER与蠕变耦合模型,基于围岩应力-应变时间曲线,确定了黄土的蠕变参数。(3)以西安地铁二号线为背景,对隧道进行二维开挖模拟,对隧道初衬厚度在200mm、250mm、300mm、350mm和400mm下,根据洞周位移、应力与时间曲线,依据“变形速率”准则和“极限位移”准则得出二次衬砌合理支护时机分别为7d、8d、16d、17d和19d。研究成果表明,初衬厚度的变化对二次衬砌支护时机的影响比较显著,初衬厚度愈大愈可以延迟二次衬砌的支护时机。(4)分别探究隧道初期支护强度在c15、c20、c25、c30和c35工况下的洞周位移、应力与时间关系,得出各工况二次衬砌合理支护时机分别为7.5d、8.3d、8d、13d和12d。研究成果表明,初期支护强度达到c30时对二次衬砌支护时机延缓较大,之后变化较小。(5)研究隧道埋深和不同洞间距变化对洞周位移、应力时间曲线的影响,得出这两种因素对二次衬砌的支护时机影响规律。研究成果表明,当隧道埋深较浅时,隧道埋深在一定范围内埋深越浅,二次衬砌的施做越可以延迟,但埋深增大到一定程度时,二次衬砌的支护时机基本相同。与埋深因素相比,洞间距的变化对二次衬砌支护时机的影响规律不是很明显。(6)基于初衬厚度、初期支护强度、埋深和洞间距中各工况所对应的二次衬砌支护时机,应用最小二乘法,对二次衬砌支护时机与初衬厚度、初期支护强度、埋深和洞间距之间建立回归方程。(7)建立三维数值计算模型,研究不同开挖进尺的拱顶位移与时间曲线,分析得出二次衬砌的合理支护时机。研究成果表明,开挖进尺对二次衬砌合理支护时机影响较小,在工程建设中可以忽略其的影响。