基于单元状态指标的盾构隧道水-力耦合模拟分析

摘要：

针对富水区土压平衡式盾构隧道施工进行了水-力耦合(H-M耦合)数值模拟.首先在既有的研究成果基础上建立了单元状态指标ZSI (Zone State Index),该指标将屈服、破坏接近度等进行适当变换,统一到单元安全度量体系(负值代表破坏),实现了单元的弹性、屈服和破坏3种状态的完整表达.然后将应变-渗透系数方程与ZSI结合,使渗透系数在耦合的过程中随单元状态发生改变,弥补了FLAC3D渗流模拟中渗透系数不变的不足.最后采用FLAC3D的FISH语言二次开发,以大连地铁202标段香工街站-沙河口火车站区间盾构地铁隧道为例,实现H-M耦合过程的模拟.分析了隧道掘进的过程中开挖面及围岩的变形和破坏特征,根据开挖面上ZSI的计算结果对开挖面进行了稳定性评价.研究结果表明,该方法可以较好地进行H-M耦合过程中模拟和分析,与实测结果较为吻合.

关键词：H-M耦合、盾构隧道、开挖面、单元状态指标、FLAC3D

所属期刊栏目：38

分类号：TU94+1(地下建筑)

资助基金：国家自然科学基金51678101;中央高校基本科研业务费No.3132014326.This work was supported by Natural Science Foundation of China51678101;the Fundamental Research Funds for the Central Universities3132014326

在线出版日期：2017-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1762-1770