盾构法施工对地层位移影响的数值模拟-山东建筑大学学报.pdfVIP

第２９卷 第２期 山东 建 筑 大 学 学 报 Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．２ ２０１４年 ４月 　 　　　　　　　ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧ ＪＩＡＮＺＨＵ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　　　　　　　 　 Ａｐｒ． ２０１４ 文章编号：１６７３－７６４４（２０１４）０２－０１５２－０５ 盾构法施工对地层位移影响的数值模拟 杨悦 （黑龙江科技大学 建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 １５００２２） 摘要：隧道地层的初始应力、开挖形成的空间效应和开挖支护过程等都会对地层沉降和水平位移产生影响。文 章通过建立反映工程特性的有限元模型，以隧道围岩中过横断面圆心的竖线和不过圆心的竖线为代表，用 ＦＬＡＣ３Ｄ软件计算了各点的沉降和水平位移随开挖面前进的变化规律。结果表明：盾构法施工过程使开挖面前 后的横断面都发生竖直方向和水平方向位移，隧道横断面变成横向长、竖向短的椭圆形，开挖过的断面距开挖 面越远，椭圆变形越明显，同时向后的水平位移越大，未开挖面距开挖面越近，椭圆变形越大，同时向前的水平 位移越大。 关键词：盾构法；地层；沉降；水平位移；数值模拟 中图分类号：Ｕ４５　　　　　文献标识码：Ａ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｈｉｅｌｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｎｔｈｅｇｒｏｕｎｄｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌ ＹａｎｇＹｕｅ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００２２， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｇｒｏｕｎｄｓｔｒｅｓｓ，ｓｐａｃｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｈａｖｅｍａｎｙ ｅｆｆｅｃｔｓｏｎｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｇｒｏｕｎｄ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｓｂｕｉｌｔｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｗｏｖｅｒｔｉｃａｌｌｉｎｅｓａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｅｘａｍｐｌｅｓｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｏｎｅｉｓａｃｒｏｓｓｔｈｅｃｅｎｔｒｅｏｆｔｈｅｃｉｒｃｌｅａｎｄｔｈｅｏｔｈｅｒｏｎｅｉｓｎｏｔａｃｒｏｓｓｔｈｅｃｅｎｔｒｅｏｆｔｈｅ ｃｉｒｃｌｅ．ＦＬＡＣ３Ｄｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｖａｒｉｅｔｙｌａｗｏｆｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｏｖｅｍｅｎｔａｓｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｒｅａｇｏｅｓａｈｅａｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆ ｇｒｏｕｎｄｏｃｃｕｒｗｉｔｈｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｂｅｃｏｍｅｏｖａｌｓｗｈｉｃｈａｒｅｌｏｎｇｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｓｈｏｒｔｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｅｘｃａｖａｔｅｄｓｅｃｔｉｏｎｓｌｏｎｇｅｒａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｅｃｔｉｏｎｈａｖｅｂｉｇｇｅｒｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｂａｃｋｗａｒｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｓｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｏｕｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎｉｎｓｈｏｒｔｅｒｄｉｓｔａｎｃｅａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｅｃｔｉｏｎｈａｖｅｂｉｇｇｅｒｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｂｅｆｏｒｅｗａｒｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌ；ｇｒｏｕｎｄ；ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃ