近日，我院隧道智慧建养与深地储能技术团队张旭副教授在交通运输工程学科领域顶级期刊《中国公路学报》（该刊为中国科技期刊卓越行动计划“中文领军期刊”、EI收录期刊、影响因子连续11年蝉联学科榜首）上发表一项重要研究成果，目前处于知网首发阶段。该工作依托张旭主持的国家自然科学基金项目“矩形顶管隧道施工影响下含空洞地层变形机制和预测方法”（52408423）和内蒙古自治区“英才兴蒙”工程青年拔尖人才专项培养计划完成。

l 论文题目：浅覆土矩形顶管隧道始发施工地层破坏规律试验研究

l 发表网址：https://link.cnki.net/urlid/61.1313.U.20260421.1751.002

l 第一作者：张旭 副教授（内蒙古科技大学）

l 第二作者：郭梓童 硕士研究生

l 第三作者：许有俊 教授

l 第四作者：房倩 教授（北京交通大学）

l 第一单位：内蒙古科技大学

本研究是在2026年发表于《中国公路学报》的论文《砂土地层矩形顶管施工扰动模型试验》基础上开展的，是与北京交通大学房倩教授合作完成的工作。

已发表的论文重点介绍了“矩形顶管隧道精细化综合模拟试验平台”的研发过程，并揭示了地表沉降槽分布特征。本次发表的论文采用同一台设备，重点研究了浅覆土条件下矩形顶管隧道施工诱发的地层破坏演化规律。

该研究为2026届毕业研究生郭梓童的核心成果。郭梓童前期参与了模型试验系统的设计阶段，并全程参与了李建业博士的模型试验，在此基础上改进了试验装置的出渣系统，对试验设备的细部控制和参数采集进行了精度提升，而后设计了本研究的模型试验方案。本论文即郭梓童硕士论文的核心内容。

针对浅覆土条件（D/H=1/3，D为土体埋深，H为管节高度）下的始发施工过程开展试验。将始发施工过程划分为加固区破除与土体掘进两个阶段，采用素混凝土等材料模拟洞门加固段，通过在其不同顶推位置处主动设置机头管节的土压平衡状态，对前方地层的扰动响应规律进行分析；待顶管机掘进进入土体后，分析因精确控制的出土率失衡所诱发的始发端地层渐进破坏演化过程。

出土率失衡可诱发两种典型的破坏模式：相较于土压平衡工况（100%出土率），欠挖时（50%出土率），掌子面前方产生应力集中，引发显著隆起，同时出现水平斜向裂缝；超挖时（120%出土率），矩形顶管上方首先形成脱空区，进而产生垂直于掘进方向的横向张拉裂缝，最终导致地表塌陷。

该成果为浅覆土矩形顶管隧道始发段的施工控制与灾害防控提供理论依据。