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盾构工法具有诸多优点,在隧道修建过程中得到了广泛应用。盾构接收是盾构施工中最容易发生事故的环节,直接关系到盾构隧道能否顺利实施与及时贯通。盾构接收过程中由于盾构前方土体的减少,导致前方土体的应力、位移及围护结构的受力发生改变,以及盾构直接切削GFRP筋混凝土围护桩机理尚不明确,为解决上述问题,本文根据北京地铁12号线长春桥站盾构接收为工程依托,利用理论分析、数值模拟、现场监测数据进行对比分析;针对盾构接收掘进三维地质力学模型试验提供合理的参数“预演”,利用不同的掘进参数进行模拟比较,为指导模型试验提供理论依据,提高试验准确率,减小误差。研究取得的具体成果如下:1.地层参数反演及盾构接收过程数值模拟研究通过对盾构接收掘进的数值计算得出GFRP筋混凝土围护桩侧向位移为32.7mm,其中由于盾构接收掘进导致的桩体侧向位移量为15.71mm,占总变形量的48%。结合现场对围护桩监测及数值分析来看:从距洞门17~12环左右开始对洞门处GFRP筋混凝土围护桩开始影响,盾构前方土体受力状态改变,从半无限土体向有限土体发生过度,当掘进到距围护桩12环以内开始进入有限土体状态。2.盾构无障碍接收地质力学模型试验数值模拟结合第二章针对盾构接收掘进的过程进行划分。模型盾构机在开始掘进的时候,要迅速建立土仓压力,盾构掘进到距洞门10环左右时,洞门处土体应力场及位移场开始发生变化,土体开始逐渐进入有限土体状态。控制盾构刀盘所受侧向压力不小于30kN,正常掘进段(距洞门10环之前)控制速度为6mm/min左右;接收掘进段(距洞门10环内)控制速度为3mm/min左右。3.盾构切割GFRP筋混凝土围护桩机理在同一推进速度下,刀盘转速越大,桩体所受径向力越大,切桩效果越明显,刀盘扭矩也随之增大;在同一刀盘转速下,推进速度越大,桩体所受切向压力越大,桩体易发生整体向基坑临空侧倒塌事故。切桩时应该遵循“转速大,扭矩小,推力小”的原则。GFRP筋混凝土围护桩破碎的过程可简化为裂缝的产生、扩展与连通(裂碎的桩体得以剥落)的过程。