文章通過盾構(gòu)隧道開挖面三維彈塑性有限元數(shù)值模擬,研究了支護壓力變化和地層損失誘發(fā)富水砂性地層地陷變形特征,并進一步分析了土體參數(shù)變化以及地下水滲流的影響。模擬結(jié)果表明,地下水滲流將明顯增大維持開挖面穩(wěn)定所需的支護壓力,并顯著增大了地層地陷變形的大小和范圍,還會改變地層地陷變形模式;當支護壓力接近極限值時,隧道頂面處的地層變形值迅速增大;土性劣化使得地層變形增大,當支護壓力接近極限值時,土性劣化對地層變形的影響更為顯著;受地層損失的影響,隧道頂面處變形最大,朝地表發(fā)展變形逐漸減小。 

【文章來源】：現(xiàn)代隧道技術(shù). 2020,57(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

盾構(gòu)隧道開挖面三維有限元模型

盾構(gòu)隧道施工時，開挖面處施加的支護壓力對維持開挖面穩(wěn)定性具有重要影響[12]。支護壓力不足容易引發(fā)土體變形甚至塌陷，因此采用逐漸減小開挖面處支護壓力的方式，研究支護壓力不足導(dǎo)致的地層變形規(guī)律。具體分析過程為：施加初始孔壓邊界條件后，進行初始地應(yīng)力計算，并將開挖面設(shè)置為排水邊界，模擬實現(xiàn)穩(wěn)定滲流。解除開挖面上的位移約束并施加初始支護壓力（取靜止土壓力），逐漸減小支護壓力直至土體破壞，從而得到開挖面支護壓力與隧道變形的關(guān)系曲線，如圖2所示。從圖2中可知，隨著開挖面支護壓力逐漸減小，開挖面中心點位移逐漸增加。當支護壓力減小到67.3 k Pa時，開挖面中心點位移急劇增加，此時開挖面達到破壞狀態(tài)，其位移場如圖3所示。

實際工程中，由于常規(guī)監(jiān)測手段難以得到隧道開挖面前方土體內(nèi)部的位移場分布，只能監(jiān)測到地層中某一深度的沉降值。通過數(shù)值模擬結(jié)果，得到不同支護壓力條件下隧道頂面所在平面的豎向變形分布，如圖4所示。圖4 隧道頂面豎向變形分布模式的比較

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3008789