西安市域快速轨道交通临潼线区间湿陷性黄土层达23.2m左右,如何合理处理地铁大厚度湿陷性黄土地层尚缺乏工程经验,存在较大的盲目性,成为困扰黄土地区地铁技术人员的一个技术难题。同时临潼线大厚度湿陷性黄土层呈现中等或严重湿陷等级,地层浸湿后对浅埋暗挖隧道的结构安全性能提出严峻考验。为解决以上问题,论文通过现场浸水试验、离心模型试验,并结合有限元数值仿真分析,研究在不同地基处理深度时,地基湿陷面积(全幅、半幅等)对地基及隧道结构受力变形的影响,预测某湿陷面积发生范围所对应的地基安全处治深度,明确隧道破坏程度和处理深度的关系及规律,制定大厚度湿陷性黄土地基处理的原则。论文首先开展了湿陷性黄土场地对浸水的湿陷规律研究,客观判定沿线黄土场地的湿陷类型、地基湿陷等级、湿陷深度等特征,在浸水试验基础上分析黄土浸水入渗规律。其次,通过改进离心机浸水装置和监测设备,系统进行了浸水条件下湿陷性黄土层对地铁隧道结构影响及增湿条件下大厚度湿陷性黄土地基及其隧道结构的破坏性试验研究,观测地基及隧道结构的变形过程和破坏模式,并分析未处理黄土地基隧道模型的增湿变形受力特征和极限破坏模式,探讨了隧道结构达到极限状态时的强度特性、导致其破坏的主要影响因素并分析其影响规律。再者,以复合地基对剩余湿陷量的抵御能力为主线,结合离心模型试验分析结果,依托大型通用有限元程序系统开展浸水湿陷条件下隧道结构受力分析及地基土压力变化特性的研究。最后,基于西安地铁临潼线工程建设实际,分析在不同地基处理深度时,地基湿陷面积对地基及隧道结构受力变形的影响,预测某湿陷面积发生范围所对应的地基安全处治深度,得出隧道结构发生破坏时人工地基的湿陷面积和合理处治深度的相关规律,制定地铁隧道大厚度湿陷黄土地基的合理处治原则,建立了大厚度湿陷性黄土土层处治厚度和剩余湿陷量控制标准。论文研究成果为依托工程及后续类似工程的设计提供了有利的技术支持。