摘要

为了研究大直径泥水盾构下穿沅江河床地层施工过程中对地层水压力和土压力产生的影响,选取常德沅江隧道下穿地层中3种具有代表性的地层,进行流固耦合分析,采用FLAC3D有限元分析软件,分析研究盾构接近到穿过再到远离研究断面的过程中,地层孔隙水压力和土压力的变化规律,以及此过程中管片结构的内力响应及变化,并对3个断面的分析结果进行对比分析,得出主要结论:(1)盾构掘进过程中,由于开挖造成的掌子面处孔隙水压力作用的降低,使隧道周围孔隙水压变化明显,越靠近掌子面,孔隙水压下降越低;(2)衬砌背后水压在掘进至监测点位置时,将达到最小值。随着盾构的掘进,监测点孔隙水压逐渐回升;(3)同一断面位置处拱顶、拱腰、拱底处的孔隙水压力变化情况基本相同,盾构掘进沿纵向对土体的孔隙水压扰动有一定的范围;(4)沿纵向不同断面位置处,盾构掘进隧道开挖过程中隧道洞周范围内(拱顶、拱腰、拱底)的位移变化曲线相似;其中拱顶发生沉降,当盾构达接近断面时,拱底发生隆起,而后趋于稳定;(5)3个断面地层渗透系数均较大,但由于断面2位于江中水位最高断面,由于地层渗流引起的孔隙水压下降相较于断面1和断面3较小,由于渗流导致的拱顶沉降也较小,同时拱底隆起也较小。