文档介绍：第 12 期
2012 年 12 月
广东土木与建筑
GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
盾构隧道施工正面土压力的有限元分析
蒋徐进
(广东省建筑科学研究院
广州 510500)
DEC 2012
摘
要:在盾构隧道掘进过程中,开挖面的正面土压力是一个极为关键的控制参数。本文结合广州软弱地层及地下水丰富
的情况,采用孔隙水和土骨架的完全耦合理论,对盾构隧道在粘土层中施工的正面土压力进行了有限元分析,提出了粘土地层
中盾构隧道支护压力的适当范围。
关键词:盾构隧道; 土仓压力; 水土耦合; 粘土层; ABAQUS; 有限元
Finite Element Simulation for the Shield Tunnel Excavation Face Support Pressure
Jiang Xujin
(Guangdong Provincial Academy of Architecture Science
Guangzhou 510500,China)
Abstract:In shield tunneling process,the excavation face support pressure is a very important controlling parameter. Combined with the
Guangzhou soft stratum and abundant ground water situation,the appropriate scope of the shield tunnel excavation face support pressure in
clay stratum has been analyzed and put forward by using the pore water and soil skeleton of the fully coupled theory and finite element
analysis of the positive earth pressure in the clay stratum.
Keywords:shield tunnel; the pressure of the soil chamber; water and soil coupling; clay stratum; ABAQUS; finite element
许多研究人员针对隧道开挖正面土压力进行了
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引言
深入的研究,文献[1]用二维有限元模型模拟粘土中
盾构隧道的施工过程;文献[2]用离心模拟试验研究
作为土层地区隧道施工的主要工法,盾构工法
自诞生至今已有 170 余年的历史。盾构掘进所造成
的土体变形极易引起邻近地下空间设施和地面建筑
的损坏,因而有效控制盾构掘进所引起的土体变形
显得非常重要。盾构推进时导致周围的土体变形,
从其作用机理来看,可分为以下几种:地层损失、土
体初始应力的改变、土体固结等其他一些因素,其中
开挖面正面土压力的大小是地层损失的一个重要影
响因素。
当盾构推进时,理想正常情况下盾构掘进时正
面土压力等于