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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (6): 1186-1197.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.06.005
魏代伟1, 孙敬鑫1, *, 姚占虎2, 石荣剑3, 4, 张雷1, 付硕任3, 4, 张亚洲1
WEI Daiwei1, SUN Jingxin1, *, YAO Zhanhu2, SHI Rongjian3, 4, ZHANG Lei1, FU Shuoren3, 4, ZHANG Yazhou1#br#
摘要: 为探明盾构地中对接过程中水泥改良粉质黏土地层的温度场演化特征及其冻胀抑制机制,以江阴靖江长江隧道盾构水下对接工程为原型,基于相似准则开展大型3向加载物理模型试验,系统对比分析原状粉质黏土与质量掺量为10%的水泥改良粉质黏土在非对称冻结形式下的温度场演变规律、冻结壁发展过程及冻胀力时空分布特征,并对冻胀抑制效果进行定量评价。试验结果表明: 1)水泥改良后地层降温速率降低,冻结壁交圈时间较原状土延长约22.7%,但交圈后冻结锋面发展速率加快; 冻结90 d后,2类土层冻结壁厚度差异显著缩小。2)冻结过程中,冻胀力呈阶段性演化特征,原状土在冻结壁交圈前后冻胀力增长显著,而水泥改良土冻胀力发展存在明显滞后性,冻胀力峰值出现时间延后。3)最大冻胀荷载集中于盾构对接截面腰线位置,原状土最大冻胀力可达地层初始压力的2倍以上,经质量掺量为10%的水泥改良后,同位置最大冻胀力降至1.48倍,整体冻胀力平均降低约40%,对接中心区域抑制效果最为显著,最大降幅达52%。4)水泥改良通过改变土体的热物理性质及水分迁移特征,进而影响冻结过程中温度场与冻胀力发展规律,工程中可通过合理设计水泥改良措施及掺量调节冻结壁形成过程及冻胀演化特征。