盾尾注浆材料硬化特性对隧道和地层力学响应影响的有限元模拟研究

U461%TP308; 为了探究注浆材料硬化和注浆压力的消散过程对软土地层和隧道衬砌受力变形的影响,以青岛某地铁隧道为背景,考虑盾构机与土体相互作用、衬砌-注浆层-土体相互作用,以及注浆材料硬化和注浆压力消散过程,基于ABAQUS有限元平台建立了盾构施工精细化的有限元数值仿真模型,并利用实测地层沉降和隧道衬砌的收敛变形验证了数值模型的合理性.同时,对注浆材料初凝时间分别为0、2、6、12 h的数值模型进行了计算,获得了地层和隧道衬砌受力变形随注浆材料硬化过程的发展规律,以及注浆材料硬化特性对地层和隧道衬砌受力变形的影响规律.模拟结果表明:盾尾注浆8h以内,地层的沉降和水平位移以及隧道衬砌的围岩...

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Published in北京工业大学学报 Vol. 50; no. 6; pp. 711 - 723
Main Authors 路德春, 刘竹根, 林庆涛, 孔凡超, 杜修力
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京工业大学岩土与地下工程研究所,北京 100124%北京工业大学岩土与地下工程研究所,北京 100124 01.06.2024
清华大学土木工程系,北京 100084
Subjects
有限元数值模拟
ground deformation
pressure dissipate
盾构施工
harding process of grouting
注浆压力消散
shield tunnelling
地层变形
mechanic response of the lining
盾尾注浆硬化过程
衬砌力学响应
FEM
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ISSN0254-0037
DOI10.11936/bjutxb2022120002

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Summary:U461%TP308; 为了探究注浆材料硬化和注浆压力的消散过程对软土地层和隧道衬砌受力变形的影响,以青岛某地铁隧道为背景,考虑盾构机与土体相互作用、衬砌-注浆层-土体相互作用,以及注浆材料硬化和注浆压力消散过程,基于ABAQUS有限元平台建立了盾构施工精细化的有限元数值仿真模型,并利用实测地层沉降和隧道衬砌的收敛变形验证了数值模型的合理性.同时,对注浆材料初凝时间分别为0、2、6、12 h的数值模型进行了计算,获得了地层和隧道衬砌受力变形随注浆材料硬化过程的发展规律,以及注浆材料硬化特性对地层和隧道衬砌受力变形的影响规律.模拟结果表明:盾尾注浆8h以内,地层的沉降和水平位移以及隧道衬砌的围岩压力和内力增加最著,注浆时间超过8h后增加变得缓慢;注浆材料的初凝时间越长,地表沉降、地层水平位移和竖向位移则越大;衬砌拱顶和拱腰的径向收敛越大,拱底径向收敛则越小;衬砌的轴力和弯矩在注浆8h以内增加显著.
ISSN:0254-0037
DOI:10.11936/bjutxb2022120002