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文章依托“无柱式大跨度暗挖地下车站结构设计与风险控制技术研究”课题,参考青岛地铁徐家麦岛站、清江路站等暗挖车站的设计思路,以青岛地铁4号线内蒙古路站的初步设计为背景,采用有限单元法对双层叠合初支拱盖法、双侧壁导坑法进行数值建模分析。分析中采用“结构横断面的岩体组成百分比”作为主控变量,对比了双侧壁导坑法与叠合初支拱盖法在主控变量变化时,支护结构的位移、内力变化状况,并最终确定叠合初支拱盖法适用的地层条件。文章对青岛地区施做暗挖地铁车站时的工法选择有一定指导意义。主要研究内容如下:(1)对大连、青岛等地层呈现“上软下硬”特点的暗挖车站支护方法进行调研,以浅埋暗挖地下工程支护结构设计理论为基础,对比拱盖法与双侧壁导坑法各自的特点以及适用条件。(2)根据青岛地铁内蒙古路站地质详勘报告,初步确定该区域地质环境特点;采用岩石力学与土力学理论和方法,分析该地区岩体、结构特征、物理力学特性,土体的物理力学特征,岩体质量以及节理带发育状况。(3)采用非线性有限元分析系统abaqus,对双侧壁导坑法、双层叠合初支拱盖法进行建模分析,以车站“结构横断面岩石构成百分比”为主控变量,分析主控变量变化时,衬砌的内力、位移、地面沉降槽的宽度等参数的变化情况,最终论证双层叠合初支拱盖法在上软下硬地层中修建无柱式大跨度暗挖车站的适用性。(4)结合地勘报告提供的地质参数,采用abaqus软件中提供的节理本构模型(jointed material)与摩尔-库伦模型(Mohr-Coulomb),对双层叠合初支拱盖法穿越花岗岩节理破碎带过程进行模拟。采用python语言编写循环脚本优化施工过程建模,同时对比锚杆加固、拱脚桩两种辅助工法对拱盖的加固效果,分析支护内力、位移的变化趋势,并最终确定拱脚桩加固法的适用性。(5)分析整合青岛地铁2号线徐家麦岛车站的双层叠合初支拱盖法施工监测手段与监测数据,并与4号线内蒙古路车站进行结构类比,同时结合数值计算结果分析变形收敛趋势,对双层叠合初支拱盖法施工提出优化建议。