基于三维非连续几何模型的盾构施工模拟

作者：李宇杰; 何平; 秦东平; 梁英俊

来源：北京交通大学学报, 2012, (04): 38-43.

• 盾构施工
• 三维非连续几何模型
• 管片
• 螺栓
• 弹塑性本构模型 shield tunnel construction
• 3D discontinuous geometry model
• segment
• bolt
• elastic-plastic constitutive model

以苏州地铁一号线工程为研究背景,建立考虑管片分块、连接螺栓及施工过程各因素的三维非连续几何模型,对盾构法施工过程进行仿真模拟.论述了盾构开挖系统模型的几何非线性方程组的推导过程,盾构顶进推力及注浆材料性质的计算方法.模拟计算结果显示:盾构管片内外侧表面大部分区域处于受压状态,拱顶与拱底部位及靠近连接螺栓的部分区域处于受拉状态;受盾构顶推力作用,盾构开挖面前方土体有一个典型的隆起区域,地表最大隆起值为2.5 mm,出现在盾构开挖面前方8.5 m处;盾构开挖面后方土体沿隧道纵向的沉降受注浆材料影响随时间变化,并逐渐趋于稳定;在盾构法施工中,各管片连接处的土体受施工影响明显,土体塑性区范围较大.

• 单位
  北京交通大学; 北京市轨道交通建设管理有限公司