輻條式刀盤地質(zhì)適應(yīng)性的數(shù)值分析.pdf

1、隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快,由于地下交通的種種優(yōu)勢(shì),全國(guó)很多大中城市都展開了地鐵建設(shè),如今地鐵是城市空間協(xié)調(diào)發(fā)展的一個(gè)新熱點(diǎn)。盾構(gòu)法開挖憑借機(jī)械化、對(duì)地面建筑干擾小、適用于復(fù)雜地層、有利于環(huán)境保護(hù)等優(yōu)勢(shì),成為城市地鐵施工的主要手段。開挖面的穩(wěn)定是盾構(gòu)施工技術(shù)的關(guān)鍵問題,開挖面失穩(wěn)會(huì)往往會(huì)造成嚴(yán)重事故,因此如何保證隧道挖掘界面的穩(wěn)定,安全高效地進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)施工是國(guó)內(nèi)外隧道領(lǐng)域科技工作者研究的熱點(diǎn)課題。由于隧道掘進(jìn)界面穩(wěn)定性與地質(zhì)參數(shù)、盾

2、構(gòu)刀盤的類型和施工工藝等很多因素相關(guān),失穩(wěn)機(jī)理復(fù)雜,目前為保持界面穩(wěn)定性的盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)壓力的確定仍然主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)。盾構(gòu)刀盤主要分為輻條式和面板式。其中輻條式刀盤由于土倉(cāng)壓力易于控制,輕便,造價(jià)低等優(yōu)勢(shì),在工程上的應(yīng)用有明顯的優(yōu)越性。由于輻條式刀盤的開口率很大,相比面板式刀盤,刀盤對(duì)開挖面的支護(hù)作用很弱,因此輻條式刀盤的應(yīng)用受到一定的限制。能否保持掘進(jìn)過程中界面穩(wěn)定成為能否選用輻條式刀盤的關(guān)鍵問題。因此,本文采用數(shù)值方法研究輻條式刀盤的

3、地質(zhì)適應(yīng)性及其掘進(jìn)中保持界面穩(wěn)定所需土倉(cāng)壓力。
　　 本文利用ANSYS／LS-DYNA有限元軟件,在土壤的本構(gòu)模型中采用了非線性性質(zhì),采用ALE算法以解決土體大變形時(shí)造成單元畸變等情況,并以天津市地鐵工程三號(hào)線張興莊站至宜興埠站區(qū)間的地質(zhì)勘查報(bào)告和施工報(bào)告為依據(jù),選擇土壤的材料參數(shù)及屈服準(zhǔn)則(Mohr-Coulomb),對(duì)輻條式刀盤掘進(jìn)過程中土體的穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過輻條式刀盤在天津淤泥質(zhì)土體的開挖面處的地質(zhì)適應(yīng)性有限元