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盾構(gòu)的掘進(jìn)有兩種方式，一是利用生死單元，即先將掘進(jìn)方向的開挖土體單元移除，隨后在相應(yīng)位置激活盾構(gòu)機(jī)單元，賦予盾構(gòu)機(jī)材料。另一種方法基于大變形，精細(xì)化模擬盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)。前者較為簡(jiǎn)單實(shí)用，應(yīng)用較多。

 

本系列首先介紹第一種做法，算例的幾何形狀和參數(shù)參考Lambrughi A, Rodríguez L M, Castellanza R. Development andvalidation of a 3D numerical model for TBM–EPB mechanised excavations[J].Computers and Geotechnics, 2012, 40: 97-113.

 

主要施工過程：

（1）      初始假設(shè)盾構(gòu)機(jī)處于地基之中，建立初始應(yīng)力場(chǎng)。

（2）      移除盾構(gòu)前土體，每次開挖長(zhǎng)度1.5m。單元移除后在開挖面施加壓力215kPa。

（3）      盾構(gòu)向前移動(dòng)1.5m，在盾構(gòu)前激活盾構(gòu)機(jī)單元，盾構(gòu)尾移除相應(yīng)長(zhǎng)度單元。同時(shí)激活盾尾灌漿層單元和襯砌單元。

（4）      依次向前開挖

 

關(guān)注點(diǎn)：

（1）          為了模擬盾構(gòu)的掘進(jìn)，需要在重復(fù)的位置建立幾套共節(jié)點(diǎn)的單元，可利用以下語句實(shí)現(xiàn)，詳見inp文件：

*ELCOPY, OLD SET=r1, NEWSET=sr1,SHIFT NODES=0, ELEMENT SHIFT=20000；該語句將在r1單元處重疊一套單元，節(jié)點(diǎn)不變，單元號(hào)+20000。

（2）          本例中沒有考慮灌漿壓力，可以在灌漿層單元外表面施加灌漿壓力，方法類似于開挖面上施加壓力的做法。

（3）          本例中沒有考慮灌漿層材料的硬化，可按需要在灌漿后一定時(shí)間后（也可通過盾構(gòu)掘進(jìn)長(zhǎng)度控制）進(jìn)行設(shè)置。

來源： 費(fèi)康