盾構隧道施工仿真及地震響應分析.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康、穩(wěn)定的發(fā)展，城市公共交通問題日益凸顯，修建地鐵成為解決該問題的重要途徑之一。目前城市地鐵隧道開挖施工大部分采用盾構法。 盾構法施工會對周圍土體產(chǎn)生不同程度的擾動，引起周圍土體沉降；同時城市地鐵是生命線工程的重要組成部分。因此對盾構施工過程中引起土層位移原因分析、規(guī)律研究及隧道在運營過程中遭受地震荷載后結構的響應規(guī)律分析有著很重要的社會意義和經(jīng)濟效益。本文利用大型通用有限元程序Abaqus對這兩個問題

2、進行了深入細致的數(shù)值模擬分析研究。 論文共分為5個章節(jié)，第一章闡述了論文的研究背景及意義，總結了當前這兩方面的研究現(xiàn)狀及其需要解決的問題。第二章介紹Abaqus軟件的特點及其自帶Umat子程序接口原理：同時介紹國內(nèi)外研究巖土常用的兩個本構方程—Duncan—Chang本構和動非線性黏彈性本構，并介紹了利用Umat子程序?qū)崿F(xiàn)這兩個本構方程的方法和注意點；論文中需要擬合動非線性黏彈性本構中一公式，因此編寫了基于差分進化算法理論的優(yōu)化

3、程序。第三章從理論的高度分析隧道開挖過程的力學機理，并利用Abaqus.軟件在綜合考慮土體分層、材料非線性、土體與襯砌結構相互作用、盾構密封艙內(nèi)土壓力、盾尾建筑空隙等因素的基礎上建立隧道開挖的三維有限元模型，對盾構隧道動態(tài)開挖過程進行數(shù)值仿真模擬，分析盾構開挖對周圍土體在水平向、垂直向的最終沉降位移規(guī)律，同時討論了在數(shù)值模擬過程中較難確定的因素；第四章在綜合考慮土體分層、材料非線性、土體與襯砌結構相互作用、邊界條件選取等因素的基礎上建立