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高地应力条件下大型地下洞室群分步开挖稳定性及流变效应研究
摘要
随着城市化进程的不断加快，地下空间的建设越来越受到重视。大型地下洞室建设是其中的重要方向。然而，随着洞室规模的增大，安全问题亟待解决。本文以高地应力条件下大型地下洞室群为研究对象，探讨了分步开挖稳定性及流变效应问题。通过参考相关文献，结合大型地下洞室群在工程实践中的应用，归纳总结出了开挖序列优化、土体流变性变化、内外力耦合效应等方面的影响因素。同时，针对不同问题提出了相应的解决措施，提高了洞室群的建设质量，保证了其安全性。本文的研究成果能够为大型地下洞室群的开挖提供一定的理论依据和实践指导。
关键词：大型地下洞室群、高地应力、分步开挖、稳定性、流变效应
Abstract
Withtheaccelerationofurbanization,theconstructionofundergroundspaceisincreasinglyvalued.Theconstructionoflarge-scaleundergroundcavernsisanimportantdirection.However,withtheenlargementofthecaverns,safetyissuesneedtobeaddressed.Thispapertakesthelarge-scaleundergroundcaverngroupsunderhighground-stressconditionsastheresearchobject,andexploresthestabilityandrheologicaleffectsofstep-by-stepexcavation.Byreferringtorelevantliterature,combinedwiththeapplicationoflarge-scaleundergroundcaverngroupsinengineeringpractice,theinfluencingfactorssuchasexcavationsequenceoptimization,soilrheologicalchanges,andinternalandexternalforcecouplingeffectsaresummarized.Atthesametime,correspondingsolutionsareproposedfordifferentproblems,improvingtheconstructionqualityofthecaverngroupandensuringitssafety.Theresearchresultsofthispapercanprovideatheoreticalbasisandpracticalguidancefortheexcavationoflarge-scaleundergroundcaverngroups.
Keywords:large-scaleundergroundcaverngroups,highgroundstress,step-by-stepexcavation,stability,rheologicaleffects
正文
1.前言
大型地下空间的建设日益受到重视。大型地下洞室群是其中的重要组成部分之一。当地下水位高、地层特殊时，洞室的规模、深度及数量上限都会受到限制。而高地应力条件下，洞室的开挖面临更加严峻的稳定性和流变效应问题，需要采取科学有效的技术措施保证其安全性。本文以高地应力条件下大型地下洞室群分步开挖稳定性及流变效应为研究对象，探讨了其中的关键问题。
2.研究现状
近年来，国内外学者在大型地下洞室群的研究方面取得了很多成果。其中，结构优化设计、地质勘察、开挖方案及支护措施等方面的研究成果比较丰富。然而，分步开挖稳定性及流变效应问题的研究尚不够深入。
3.影响因素
（1）开挖序列的优化
首先，洞室群的开挖序列对稳定性和流变效应的影响很大。因为在先开挖的洞室周围的土体受到减载后，其固结和初应力状态都会发生变化，这会引起互相作用，从而影响后续洞室的稳定性和流变效应。
（2）土体流变性变化
高地应力条件下，土体的流变性变化需要得到重视。比如，在不同孔隙度、不同压缩应力水平下，不同类型的土体的流变性是不同的。因此，在分步开挖过程中需要通盘考虑土体流变性的变化情况，及时调整支护措施。
（3）内外力耦合效应
大型洞室群的开挖会对周围土体的力学特性产生影响，同时周围土体对洞室的稳定性也产生影响，形成了内外力耦合效应。这种内外力耦合效应导致了一个复杂的力自耦合体系，对洞室的稳定性及流变效应构成了很大的影响。
4.解决措施
（1）开挖序列的优化
洞室群的开挖序列应该尽可能优化，以减小洞室之间互相作用