针对富水区土压平衡式盾构隧道施工进行了水-力耦合(H-M耦合)数值模拟。首先在既有的研究成果基础上建立了单元状态指标ZSI(Zone State Index),该指标将屈服、破坏接近度等进行适当变换,统一到单元安全度量体系(负值代表破坏),实现了单...针对富水区土压平衡式盾构隧道施工进行了水-力耦合(H-M耦合)数值模拟。首先在既有的研究成果基础上建立了单元状态指标ZSI(Zone State Index),该指标将屈服、破坏接近度等进行适当变换,统一到单元安全度量体系(负值代表破坏),实现了单元的弹性、屈服和破坏3种状态的完整表达。然后将应变-渗透系数方程与ZSI结合,使渗透系数在耦合的过程中随单元状态发生改变,弥补了FLAC^(3D)渗流模拟中渗透系数不变的不足。最后采用FLAC^(3D)的FISH语言二次开发,以大连地铁202标段香工街站-沙河口火车站区间盾构地铁隧道为例,实现H-M耦合过程的模拟。分析了隧道掘进的过程中开挖面及围岩的变形和破坏特征,根据开挖面上ZSI的计算结果对开挖面进行了稳定性评价。研究结果表明,该方法可以较好地进行H-M耦合过程中模拟和分析,与实测结果较为吻合。展开更多
文摘针对富水区土压平衡式盾构隧道施工进行了水-力耦合(H-M耦合)数值模拟。首先在既有的研究成果基础上建立了单元状态指标ZSI(Zone State Index),该指标将屈服、破坏接近度等进行适当变换,统一到单元安全度量体系(负值代表破坏),实现了单元的弹性、屈服和破坏3种状态的完整表达。然后将应变-渗透系数方程与ZSI结合,使渗透系数在耦合的过程中随单元状态发生改变,弥补了FLAC^(3D)渗流模拟中渗透系数不变的不足。最后采用FLAC^(3D)的FISH语言二次开发,以大连地铁202标段香工街站-沙河口火车站区间盾构地铁隧道为例,实现H-M耦合过程的模拟。分析了隧道掘进的过程中开挖面及围岩的变形和破坏特征,根据开挖面上ZSI的计算结果对开挖面进行了稳定性评价。研究结果表明,该方法可以较好地进行H-M耦合过程中模拟和分析,与实测结果较为吻合。
文摘地铁隧道围岩的非线性、非均质、不连续性等特点,难以给出准确的围岩力学参数。引入智能优化算法——差异进化算法(Differential Evolution,DE)到反分析方法中,该算法在搜索成功率和计算效率上有很大的优势,对初始值无要求、受控变量较少、收敛速度快、自适应性好等优点;最近点投射算法(Closest Point Projection Method,CPPM)是本构积分算法的一种,可避免预测应力漂移屈服面的现象,具有精确性和稳定性等特点,迭代计算中使用Newton-Raphson法可获得近似平方的收敛速度。基于Drucker-Prager模型的最近点投射算法和差异进化算法原理,综合2个算法的优势,从优化算法的选择和调用的正算程序2个方面考虑,建立了弹塑性智能位移反分析DE-CPPM方法。采用C++语言自主开发了全套智能位移反分析程序,并将其应用于在建大连地铁1号线试验线路海事大学段隧道工程。结果表明了该方法的可行性和正确性,及程序的高精度性和实用性,为在建大连地铁隧道后期施工提供了参考和帮助。
