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作者：王智勇;张弛;李彬;李世斌;
单位：中国铁路设计集团有限公司;
摘要：膨胀性地层中隧道结构易出现隧底开裂、仰拱上鼓等病害，危及行车安全。为从勘察设计源头解决该问题，本文以集大原高铁某隧道下穿第三系砂泥岩地层为工程背景，首先开展膨胀性试验，得到试样膨胀性与含水率的变化规律及膨胀力，其次研究不同仰拱厚度及不同仰拱矢跨比对二次衬砌安全系数及变形的影响规律，最后对隧道仰拱结构和排水措施进行优化设计。研究结果表明：(1)围岩初始含水率影响后期膨胀力的大小，围岩初始含水率越高，后期产生的膨胀力越小，对结构的影响越小；(2)膨胀力荷载下，拱墙的安全系数远大于墙脚及仰拱的安全系数，而且随着仰拱矢跨比及仰拱厚度的增加，墙脚为最不利位置；(3)仰拱矢跨比较仰拱厚度对墙脚及仰拱安全系数的影响大，仰拱矢跨比对仰拱安全系数的影响大于墙脚；(4)仰拱矢跨比及仰拱厚度对于拱顶沉降及仰拱隆起均有显著影响，其中仰拱厚度对于拱顶沉降的影响较大，仰拱矢跨比与仰拱厚度对仰拱隆起的影响较为一致。膨胀性地层中隧道结构建议优先优化隧道洞形，其次适当增加结构局部刚度，加强隧道排水能力，同时考虑施工便捷性及工程经济性开展针对性设计。
关键词：铁路隧道;;高速铁路;;膨胀岩;;二次衬砌;;力学特性
基金资助：中国铁路设计集团有限公司科技开发课题(2024BTJ006)
