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近年来,伴随着城市的快速发展以及人口的膨胀,地铁建设正迎来一个高峰期。在国内地铁建设过程中,一些浅埋大断面隧道相继出现。浅埋大断面隧道力学行为的复杂性及其特殊性使得针对浅埋大断面隧道开展系统研究,具有重要的理论价值与现实意义。本文采用理论研究、定性分析、数值模拟、现场监测等手段,依托长春地铁出入线段暗挖隧道工程,围绕浅埋大断面隧道围岩稳定性影响因素及围岩稳定性开展了相关研究工作:(1)浅埋大断面隧道围岩稳定性理论研究:对浅埋大断面隧道进行理论研究,得出浅埋大断面隧道在应力分布上近似符合椭圆形断面隧道应力分布。岩土体天然应力状态对浅埋大断面隧道围岩稳定性影响,不仅与垂直于隧道轴向水平应力和天然应力的比值λ有关,还与隧道的扁平率有关。(2)基于三维地质模型可视化围岩稳定性定性分析:利用三维地质模型可视化技术结合地质勘察资料对拟建隧道围岩稳定性进行定性分析,揭示了隧道穿越区地质构造特征、力学属性特征以及围岩稳定性特征。研究结果表明,利用三维地质模型可视化技术对围岩稳定性进行定性分析具有实用性、直观性,快捷性。(3)三维仿真接口程序设计:通过研究分析FLAC3D、GOCAD两种软件的三维模型构造规律、数据格式,利用计算机编程语言编写了两种软件的接口程序,实现了三维地质模型到数值计算模型的转换,解决了FLAC3D复杂地质体的建模难题,实现了GOCAD软件和FLAC3D软件的优势互补,为后续采矿工程、岩土工程及水利水电工程中复杂地质体建模及计算分析提供了推荐性参考。(4)基于不同影响因素围岩稳定性分析:依据不同围岩、不同施工工法、不同扁平率、不同开挖进尺对浅埋大断面隧道进行数值模拟,揭示了不同工况下围岩位移场、围岩应力场的变化特征,得出了既保证安全,又经济快捷的施工工法、开挖进尺,以及低扁平率隧道设计优化方案。(5)高精度仿真计算分析:对拟建隧道进行高精度仿真计算分析,得出了施工过程中围岩位移场、围岩应力场、拱顶沉降、净空收敛、拱底隆起的变化特征,验证了高精度仿真计算分析的适用性、可推荐性。本文研究涵盖了浅埋大断面隧道围岩稳定性研究的诸多方面,包括隧道力学特性分析、围岩稳定性影响因素分析、拟建隧道三维地质模型可视化分析、仿真接口程序设计、数值模拟与现场监测综合分析等,工作较系统且全面,可为今后的类似工程提供经验借鉴。