考虑施工过程的盾构隧道地层位移与土压力研究

本文论述了盾构法隧道对周围地层的影响和盾构衬砌结构与土体共同作用的研究现状及存在的主要问题，即目前的研究基本上没有考虑施工过程的影响。在盾构隧道施工中，盾尾空隙中所注浆体随施工过程逐渐固化，其力学性质也不断发生变化，影响着地层位移的形成和地应力的重分布。由于施工过程对地层位移和衬砌上土压力大小、分布影响很大，因此本文着重研究了考虑盾构施工过程影响的地层位移和衬砌土压力。 本文提出了用变刚体模拟注浆体性质随施工过程的变化，用有限单元法模拟盾构法隧道施工的全过程。结合深圳地铁一期福民站到金田站盾构隧道，分析了地层位移和衬砌土压力大小、分布随施工过程的变化。介绍了目前数值分析中盾尾空隙注浆体不同的处理方法，并对其进行计算比较，结果显示把注浆体作为变刚体考虑计算结果与实测的地表位移具有很好的一致性。 论文较全面地分析了注浆体厚度、土质条件、衬砌刚度、隧道相对埋深对地层位移和衬砌土压力分布的影响，揭示了地层位移和土压力的分布特征随各影响因素的变化规律，这些结果对盾构法隧道的施工和设计具有一定的参考价值。