浅谈平行双隧道施工引起土体变形的数值模拟

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1、武汉理工大学硕士学位论文平行双隧道施工引起土体变形的数值模拟姓名：罗新文申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：孙吉主20080501武汉理工大学硕士学位论文摘要在城市地铁工程中，大多是同一埋深开挖的两条近距离平行隧道。双孔盾构隧道施工引起的土体变形比单孔隧道要复杂得多，研究双孔盾构隧道施工引起的地面沉降及土体侧向位移规律具有重要的意义。论文首先就盾构隧道施工引起地表沉降的机理及其影响因素进行了分析，然后利用有限差分软件FLAC3D，并嵌入FISH语言进行编写命令，建立单、双孔盾构隧道的三维数值模型，模拟分析其动态施工时诱发的

2、地表沉降和土体侧向变形规律；包括单、双孑L盾构隧道施工引起的土体变形规律比较，以及对影响土体变形的因素如施工方式、注浆时间的及时性、土舱压力等进行了分析。通过数值模拟研究，得出了一些有参考价值的结论：(1)双孔盾构隧道距离较近时，地表沉降曲线成“单峰”形态。最大沉降值在双孔中心连线的竖直轴线上，与单孔隧道施工相比，地表最大沉降值及沉降槽宽度分别增加了58％和16％；引起土体的最大侧向变形是单孔开挖情况下的1～2倍，叠加影响严重。(2)双孔盾构隧道采取同步开挖与先后异步开挖两种施工方式，其诱发的地表沉降在横向上的影响范围是相同的，

3、宽度约为隧道直径的10倍。引起的地表最大沉降值及土体侧向变形只是略有不同。(3)盾尾注浆不及时时，引起的地表最大沉降值及土体的最大侧向位移是注浆及时状态下的2,---,5倍，地表沉降在横向上的影响范围相应增加近4m；最大横向位移由双孔隧道水平轴线处移至地表处。壁后注浆及时是减小地层损失的关键因素。(4)增大土舱压力对控制地表沉降和减小土体横向水平位移所起作用有限，或者并不合适，反而使双孔隧道内、外侧土体的纵向变形增加许多。实际施工过程中，宜与原始土压力保持一致。关键词：盾构隧道；FLAC3D；数值模拟；地表沉降；侧向位移武汉理工

4、大学硕士学位论文ABSTRACTThecitysubwaytunnelsareusuallyexcavatedasdoubleparalleltubetunnelsatthesameburieddepth，andthespacebetweenthedoubletunnelsisgenerallyshortdistance．thesoildeformationinducedbydoubletubetunnelingismorecomplexthansingletunneling，theresearchongroundsurface

5、settlementandsoillateraldisplacementinducedbydoubletubetunnelinghasimportantmeaning．First，thisthesisanalysethemechanismandtheaffectfactorsofgroundsurfacesettlementinducedbyshieldtunneling，thenusingfinitedifferencesoftwan卜FLAC3DandembedinFishlanguagetocompileprogramme

6、s，toestablish3一dimensionnumericalmodelforsingleanddoubletubetunnel，Therulesofthegroundsurfacesettlementandsoillateraldeformationinducedbyitsdynamicconstructionisstudied．Itincludecomparetherulesofthesoildeformationinducedbysingleanddoubleshieldtunnelconstruction，aswel

7、las，analysesomefactorsaffectsoildeformationsuchasconstructionmethod，thetimeaboutgrouting、soilpressureoncabinandSOon．Bythenumericalsimulationstudy，someusefulconclusionasfollows：(1)Whenthespacebetweenthedoubletunnelsisshortdistance，thecurveofgroundsurfacesettlementbeco

8、mestheshapeof“singleapex"．Themostsettlementvalueisontheverticalaxesofthetwotubecenterconnectingline，comparewithsingletunnel，itsmost