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随着城市化进程的深入推进，城市可利用的地下空间越来越少，如何高效地利用地下空间，已成为地下工程领域亟待解决的重大问题。与传统的单圆盾构隧道相比，双圆盾构隧道具有开挖效率高、施工影响小、节约空间资源等显著优势，为现代城市地下空间的开发利用提供了新思路，但目前对于双圆盾构隧道施工土体变形机制的认识还不甚清楚。鉴于此，论文采用基于透明土技术的物理模型试验和PFC2D数值模拟方法，结合PIV技术，对双圆盾构隧道施工引起的土体变形规律及变形机制进行了研究。主要研究内容及结论：
①将正十二烷和15#白油按照质量比约为1:8的混合油及0.5-1mm粒径的熔融石英砂合成透明土，通过土工试验对其基本物理力学参数进行测试分析，表明该透明土具备天然砂土的工程性质。
②自主设计了双圆盾构隧道模型试验系统，包括双圆隧道开挖支护结构、模型箱系统、图像采集处理系统等。通过片状激光器在透明土中形成散斑切面，并用CCD相机连续获取图像，然后采用PIVview2C软件分析，即可得到土体变形场。
③基于透明土试验技术，采用自主设计研发的双圆盾构隧道模型试验系统，对均匀收敛模式下不同埋深双圆盾构隧道开挖土体变形特征进行了研究。结果表明，双圆隧道上方土体呈“倒梯形”变形形态，随着深径比H/D的增加，地表沉降槽变浅变宽，横向位移减小；随着盾构向前掘进，土体竖向和水平位移具有同步性，其变形主要发生于双圆隧道掌子面通过之后，随着H/D增加，变形受开挖扰动的纵向距离增大。
④采用PFC2D数值模拟方法，对不均匀收敛模式下的不同埋深双圆盾构隧道开挖土体变形特征进行了研究。结果表明，双圆隧道上方的失稳区呈“三角形”分布，扰动区呈“倒梯形”分布；双圆隧道开挖引起土体应力重分布，隧道两侧土体竖向应力增加，隧道上部土颗粒主应力形成多个拱状力链，且其强度随埋深的增加而增大，即隧道上方的土拱效应越明显；相较于均匀收敛模式，非均匀收敛模式下的双圆盾构隧道上方土体变形明显增大，地表沉降槽要深而窄，随着H/D增加，两种收敛模式下的地表最大沉降差有减小的趋势。
①将正十二烷和15#白油按照质量比约为1:8的混合油及0.5-1mm粒径的熔融石英砂合成透明土，通过土工试验对其基本物理力学参数进行测试分析，表明该透明土具备天然砂土的工程性质。
②自主设计了双圆盾构隧道模型试验系统，包括双圆隧道开挖支护结构、模型箱系统、图像采集处理系统等。通过片状激光器在透明土中形成散斑切面，并用CCD相机连续获取图像，然后采用PIVview2C软件分析，即可得到土体变形场。
③基于透明土试验技术，采用自主设计研发的双圆盾构隧道模型试验系统，对均匀收敛模式下不同埋深双圆盾构隧道开挖土体变形特征进行了研究。结果表明，双圆隧道上方土体呈“倒梯形”变形形态，随着深径比H/D的增加，地表沉降槽变浅变宽，横向位移减小；随着盾构向前掘进，土体竖向和水平位移具有同步性，其变形主要发生于双圆隧道掌子面通过之后，随着H/D增加，变形受开挖扰动的纵向距离增大。
④采用PFC2D数值模拟方法，对不均匀收敛模式下的不同埋深双圆盾构隧道开挖土体变形特征进行了研究。结果表明，双圆隧道上方的失稳区呈“三角形”分布，扰动区呈“倒梯形”分布；双圆隧道开挖引起土体应力重分布，隧道两侧土体竖向应力增加，隧道上部土颗粒主应力形成多个拱状力链，且其强度随埋深的增加而增大，即隧道上方的土拱效应越明显；相较于均匀收敛模式，非均匀收敛模式下的双圆盾构隧道上方土体变形明显增大，地表沉降槽要深而窄，随着H/D增加，两种收敛模式下的地表最大沉降差有减小的趋势。