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随着城市地下空间建设的飞速发展,盾构法施工已经成为一种普遍的施工
形式。盾构法施工不可避免会对土体带来扰动,进而对周围的建筑物(或构筑
物)产生影响,严重时会危及隧道及附近建筑物(或构筑物)的安全,因此研
究盾构法施工对环境的影响日益成为一个重要的课题,对国民生计有着重要的
意义。本文采用三维有限元,研究了盾构法施工对环境影响,主要的研究内容
和工作包括:
1.分析了盾构法施工时土体变形的一般规律,以及盾构法施工时对孔隙水
压力和应力路径的影响情况。
2.采用三维弹塑性有限元的手段,模拟了隧道开挖过程中盾构机推进情况,
盾构机土仓压力的工作以及注浆压力的作用等重要的施工要素,较真实地再现
了盾构机推进的过程,模拟计算结果与实测结果非常接近,模拟计算的地层变
形可以反映实际地层的变形情况,模拟方法是可行的。
3.盾构机的推进姿态是影响地层移动的一个重要因素,无论是在曲线推进、
抬头或叩头推进时,都会对地层产生额外的扰动带来较大的地面沉降。本文细
致研究了盾构机在推进过程中的姿态变化对地面变形的影响。
4.研究了稳定比的变化对地表变形的影响,并给出了开挖面破坏的理想模
式。
5.使用三维弹塑性有限元,研究了横观各向同性土体参数Eh/Ev,
Gvh/Ev和Vvh的变化在隧道施工中对土体变形的影响。
6.首次通过三维弹塑性有限元详细地研究了新隧道从老隧道下垂直交叉通
过时,对老隧道及其地面变形的影响。
7.总结了盾构施工对相邻建筑物的影响的一般规律,在此基础上,给出了
建筑物受盾构法施工损害程度的划分等级。
关键词:盾构法施工 有限单元法 环境控制 土体扰动 应力路径