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由于地形所限，隧道在施工过程中不可避免的要穿越江河湖泊等特殊地层，据相关资料统计，约80%的隧道在施工或运营期间出现涌水或渗水现象，可见地下水对隧道稳定性具有严重的威胁，故需对富水条件下的隧道稳定性状况展开系统性研究。本文以典型富水流塑地层的长沙地铁3号线烈丝区间侧穿浏阳河段盾构隧道为研究对象，选用理论分析、数值模拟及现场实测相结合的方法，基于盾构隧道渗流及可靠度分析理论，着重对其应力场与渗流场的耦合效应展开分析，将不同水压状况下衬砌管片的力学特性和可靠性作为研究重点，分析了各随机参数对其影响规律，同时研究了施工期间隧道和围岩的整体稳定性，并提出加固方案，将模拟值与现场实测值对比分析，得出盾构隧道变形规律，主要内容如下：
（1）对非饱和渗流原理以及流固耦合作用机理加以介绍，在实际给定的边界条件和初始条件下，基于运动方程、连续性微分方程，采用M-C强度准则和D-P强度准则对围岩弹性区和塑性区应力进行推导。
（2）结合地质勘探资料，选取侧穿浏阳河段盾构隧道典型断面，通过有限元软件ANSYS/FLUENT分析，得到地下水位对衬砌管片孔隙水压力场、应力场、位移场的影响规律，选用ANSYS/PDS内置的Monte Carlo法分析，得到围岩及管片等不同参数对衬砌管片的力学特性的影响规律，以及管片内力对参数的灵敏度，给出设计验算的内力置信区间。
（3）借助有限差分软件FLAC3D分析不同工况下隧道地表沉降、围岩应力场和位移场、孔隙水压力场以及河堤路基沉降规律，结果表明，在考虑流固耦合效应时，部分模拟值超出警戒值，采用三重管旋喷桩对地层加固后，模拟值可达到较为理想的效果，并将模拟值与实测值加以对比，最后分析不同水压对开挖面极限支护应力、破坏模式、位移场和附近水压场的影响规律。
本文建立了流固耦合效应下富水流塑地层盾构隧道理论分析、衬砌管片力学特性和稳定性分析、施工期隧道和围岩稳定性分析以及现场监控量测分析相结合的隧道稳定性分析体系，可为类似工程提供参考。
（1）对非饱和渗流原理以及流固耦合作用机理加以介绍，在实际给定的边界条件和初始条件下，基于运动方程、连续性微分方程，采用M-C强度准则和D-P强度准则对围岩弹性区和塑性区应力进行推导。
（2）结合地质勘探资料，选取侧穿浏阳河段盾构隧道典型断面，通过有限元软件ANSYS/FLUENT分析，得到地下水位对衬砌管片孔隙水压力场、应力场、位移场的影响规律，选用ANSYS/PDS内置的Monte Carlo法分析，得到围岩及管片等不同参数对衬砌管片的力学特性的影响规律，以及管片内力对参数的灵敏度，给出设计验算的内力置信区间。
（3）借助有限差分软件FLAC3D分析不同工况下隧道地表沉降、围岩应力场和位移场、孔隙水压力场以及河堤路基沉降规律，结果表明，在考虑流固耦合效应时，部分模拟值超出警戒值，采用三重管旋喷桩对地层加固后，模拟值可达到较为理想的效果，并将模拟值与实测值加以对比，最后分析不同水压对开挖面极限支护应力、破坏模式、位移场和附近水压场的影响规律。
本文建立了流固耦合效应下富水流塑地层盾构隧道理论分析、衬砌管片力学特性和稳定性分析、施工期隧道和围岩稳定性分析以及现场监控量测分析相结合的隧道稳定性分析体系，可为类似工程提供参考。