基于地层变异性的大直径盾构隧道鲁棒性设计

摘要

大直径盾构隧道面临着复杂地层带来的挑战，传统的设计方法往往选择钻孔揭示的最不利地层断面或者采用平均化的地层，无法准确反映掘进面临的真实地层情况.因此，利用现有钻孔勘察信息建立耦合马尔可夫链模型，确定盾构掘进过程中最可能穿越的典型地层断面.采用不同设计参数展开数值模拟，以盾构隧道收敛变形相关指标的标准差作为鲁棒性指标，提出了一种基于地层变异性的大直径盾构隧道鲁棒性设计方法 .研究结果表明，耦合马尔可夫链模型的最典型断面为盾构隧道提供了更准确的地层条件，使得鲁棒性设计更具适用性.最后，对现阶段常用的地层设计方法进行了优化，确保掘进过程中地层选择更接近实际情况，在有效降低隧道建设成本的同时，使得隧道具备更好的鲁棒性.

关键词

地层变异性 / 岩土参数变异性 / 耦合马尔可夫链模型 / 鲁棒性

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52238010）; 国家重点研发计划课题资助项目（2022YFC3800905）; 上海市“科技创新行动计划”优秀学术/技术带头人计划项目（22XD1430200）; 同济大学学科交叉联合攻关项目（2022-3-ZD-07）