近日，我校环境与建筑学院张治国副教授作为第一作者和通讯作者，以《黏性多孔土体中盾构隧道渗漏水及列车荷载作用下地层固结变形的数学模型研究》（Mathematical modelling for ground consolidation settlements induced by lining leakage of shield tunnel under train loading in viscoelastic porous soils）为题的学术论文，被数学与工程技术领域顶级期刊《应用数学模型》（APPLIED MATHEMATICAL MODELLING）（中科院一区且为Top期刊）录用且即将在线发表。我校为第一完成单位，该项研究也得到新加坡国立大学、挪威科技大学、上海大学、成都理工大学以及国土资源部丘陵山地地质灾害重点实验室等兄弟院所的智力支持。
考虑到地铁列车荷载会对盾构隧道持续动力作用，诱发衬砌结构渗漏破损而影响周围软土超孔隙水压力消散以及地层固结，最终会造成地表沉降和隧道下沉等安全事故，该项研究工作采用太沙基—伦杜列克（Terzaghi-Rendulic）固结方程和玻尔兹曼（Boltzmann）黏性算式，提出了黏性多孔土体中列车荷载作用及盾构隧道渗漏水耦合影响的周围地层扰动变形解析解答。为进一步贴合实践，理论研究中的衬砌—土体渗透比参数考虑到了隧道衬砌、土体渗透系数与隧道几何尺寸；为了能够模拟列车荷载长期作用对土体扰动的动力影响，理论研究把列车荷载等效为三角形循环荷载，通过时间函数将列车荷载周期性施加在周围结构体上。该项研究成果对于城市地铁隧道运营风险控制以及盾构衬砌结构安全设计规范修订都具有重要的理论指导和实践意义。
张治国长期从事岩土地下工程及盾构隧道工程施工与设计、城市地下空间开发与利用、历史性保护建筑物与地下构筑物的防护控制数值模拟方法和室内物理试验等方面的研究与教学工作。此前，张治国于2020年在《应用数学模型》（APPLIED MATHEMATICAL MODELLING）发表了题为《饱和土中基于盾构气压施工模式的隧道掘进诱发地层变形理论预测研究》（Analytical prediction of tunneling-induced ground movements and liner deformation in saturated soils considering influences of shield air pressure）的学术论文。上述两篇国际顶级期刊一区论文成果的录用发表，得益于张治国在新加坡国立大学和剑桥大学等高校的国外访学深造交流经历，也得益于张治国近期获批的两项国家自然基金面上项目的资助。同时，高水平论文成果也是博士点申报和学科评估考核的一项重要参考指标，对于我校相关专业学科建设将起到推动和促进作用。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0307904X19306134
供稿：环建学院
