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基于小应变本构模型的盾构法隧道施工影响数值分析

刘元雪  蒋树屏  刘东升  
【摘要】:盾构法隧道施工在城市地下工程建设中有着广泛的应用前景。盾构施工引起的地表沉降是最引人注目的问题。本文分别采用笔者提出的可以考虑土体小应变特性的本构模型与修正剑桥模型对盾构隧道施工进行了数值分析。这两种模型的计算结果的规律性是一致的;采用修正剑桥模型计算的沉降量、开挖影响范围受盾构施工质量的影响不大;采用笔者提出的可以考虑土体小应变特性的本构模型计算结果对盾构施工质量很敏感。盾构开挖过程中土体的有代表性的应力路径大都在修正剑桥模型屈服面之内,判断为卸载,即使有部分加载路径,根据剑桥模型计算的变形也不大,笔者提出的本构模型合理地定义加卸载,可以反映土体小应变时的高刚度,随应变增大土体刚度的迅速减小过程,因而较好地反映了施工质量对地表沉降的影响。分析表明笔者提出的本构模型计算结果是合理的,也证明了考虑土体小应变特性的必要性。

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