随着地下空间大规模开发利用，人工冻结法在隧道下穿上覆结构工程中得到广泛应用，但上覆结构对冻胀变形控制要求也越来越高，而上覆既有结构与冻结法工艺的相互作用规律尚不明晰。为此，提出多物理场耦合冻胀变形计算方法。依托上海地铁18号线国权路站下穿既有10号线上部运营车站的盾构隧道工程，以上海第(5)1层灰色黏土为对象，研究新建隧道冻结法施工对上部运营车站主要结构的扰动作用。以孔隙比、冻结温度和平均水压力为耦合变量，考虑水分迁移，推导冻胀变形公式，改进热-水-力耦合的冻胀计算模型。基于黏性土的冻胀试验，获得冻胀试样的应力-应变关系，描述黏性土孔隙结构的变化规律。利用软件COMSOLMultiphysics的弱形式模块，开展热-水-力三场耦合数值模拟。结果表明：模拟结果与监测数据具有较高的拟合度，并小于预定的控制值，验证了耦合理论的正确性。研究成果可为类似冻结下穿隧道工程，提供一种多物理场耦合作用的上覆结构变形计算方法；为下穿隧道工程冻结法设计及施工提供有效的计算参数；为制定下穿隧道工程冻结法加固施工的安全控制指标，提供科学依据。

来源平台：岩土力学