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盾构掘进过程的三维有限元数值模拟分析

于宗飞  
【摘要】:摘 要 在天津地铁项目改造中盾构机以其显著的优势在地铁建设过 程中发挥着重要的作用。但盾构机在推进过程中不可避免的引起土 体的扰动,尤其在穿过邻近有桩基的土层时,隧道、桩基的受力状 态也将发生变化。而研究地面沉降的特征及分析沉降的成因,分析 桩基的受力状态变化情况及对上部建筑物的影响情况,从而为工程 施工提供理论指导作用就成了当务之急的任务。本文作为天津市科 技攻关项目“盾构推进过程中地面沉降的控制及对相邻构筑物的影 响”中的一部分,以现场测试为基础并利用数值分析方法对地面的 沉降及超孔隙水的变化进行了三维模拟分析,主要完成以下工作。 就目前对隧道施工引起的地面变形情况及分析研究方法的现 状作了简要介绍,分析阐述了现在盾构施工中急需解决的问题。本 文以现场测得的数据为基础,运用有限元软件建立了土体的三维弹 塑性模型,采用准静态的方法对盾构机的推进进行模拟。研究了地 面变形和超孔隙水的变化情况,并分析了盾构机的推进对土体的大 致影响范围。


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