隧道开挖的数值分析

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摘要 摘 要:随着城市范围的日益扩大,地铁使用盾构进行隧道开挖的工程数量日渐增多。隧道开挖与支护工程是一个多步骤加载、卸载的复杂过程。用有限元方法来模拟这个隧道开挖以及衬砌支护过程,计算得到最后的地表变形,隧道开挖面的应力变形以及衬砌本身的受力特点及变形。本文采用有限元程序ABAQUS来进行数值分析。在有限元值模拟过程中土体的本构模型采取无剪胀的摩尔-库仑模型;用初始应力提取法来完成初始地应力平衡;将开挖土体的模量衰减来模拟土体的在衬砌完成前的部分应力释放。计算结果表明地表沉降(Y向)变形最大值出现在隧道中心线位置,地表变形(X向)的峰值出现在隧道侧边区域内。其次,衬砌的支撑作用十分明显,与无衬砌的情况相比地表变形减少了25%~40%,同时开挖面的应力和变形也相应减小。最后,衬砌本身表现为弯曲变形的特点,其应力最大值出现在隧道侧边最外侧边缘处。
出处 《建筑实践》 2021年10期
出版日期 2021年08月03日(中国期刊网平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)