城市地铁TBM隧道施工影响的数值分析.pdf
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1、2023年10月总第340期陕西建筑5岩土工程与地基基础城市地铁TBM隧道施工影响的数值分析陈 兴(陕西省建筑科学研究院有限公司 陕西 西安 710082)摘 要:为研究城市地铁隧道TBM施工过程中周围土体及影响及衬砌、盾片的力学性能,本文采用有限元数值模拟的方式对某城市地铁 的TBM隧道进行模拟分析。结果表明:随着开挖过程进行,拱顶土体的沉降变化不大,但平面影响范围较大。开挖过程中隧道侧向变形较竖向变形大,洞口的应力集中较为严重。开挖过程中的衬砌和管片的变形较小,满足板类受弯的变形要求,管片的应力集中主要在衬砌拼接处。关键词:TBM施工技术;数值分析;施工阶段中图分类号:U451 文献标识码
2、:A作者简介:陈兴,本科,工程师,主要研究方向:桥梁隧道检测、建筑结构安鉴定等。Numerical analysis of the influence of TBM tunnel construction in urban metroAbstract:In order to study the mechanical properties of the surrounding soil and its influence as well as the lining and shield during TBM construction of an urban subway tunnel,the f
3、inite element numerical simulation method was used to simulate and analyze the TBM tunnel of an urban subway.The results show that with the excavation process,the soil settlement of the arch roof changes little,but the plane influence range is large.In the process of excavation,the lateral deformati
4、on of the tunnel is larger than the vertical deformation,and the stress concentration at the entrance is more serious.The deformation of lining and segment is small in the process of excavation,which meets the deformation requirements of plate bending.The stress concentration of segment is mainly at
5、 the splice of lining.Keywords:TBM construction technology;Numerical analysis;Construction phase2023年10月总第340期陕西建筑60 引言我国现阶段地铁建设的速度和规模不断加大,新型的隧道施工技术发展日新月异,TBM技术因为其集成化高、施工速度快,已经较为普遍地运用于隧道之中1-3。在浅埋城市隧道工程中,TBM施工对于周边建筑区域有一定影响,因此在施工之前必须做出正确的评估。本文拟将TBM隧道施工对既有建筑区域的影响以及管片衬砌在施工过程中的力学分析作为研究重点。为此。本文依托某地铁TBM项目对
6、TBM隧道施工过程中既有建筑区域的敏感度分析和衬砌管片进行力学分析,研究为TBM隧道施工技术的应用提供参考。1 工程概况该隧道项目全场2.1km,岩层为软岩,施工周期较短,周围建筑物较多,为减少施工期间对相邻建筑区域的影响,采用TBM方法进行施工。2 有限元模型建立2.1地层-结构法采用的数值分析方法为地层-结构模型4-5,区别于传统的荷载-结构法及二维分析法,地层-结构模型是基于连续介质力学的方法,对工程本身的受力特性以及附近地层的影响情况进行研究,可以得到衬砌的变形、受力以及地层的沉降,与实际情况较为吻合,对于研究开挖隧道本身及周围土体较为适用。利用GTS对TBM施工的数值模拟时需要根据力
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