接头渗漏和土体渗透各向异性对盾构隧道渗流影响的数值模拟

摘要

为了研究土体渗透各向异性对盾构隧道渗漏的影响,以上海地铁1号线为工程背景,首先,通过有限元数值软件,建立盾构隧道接头渗漏的计算模型;其次,将计算结果与解析解对比,验证数值模型的可靠性;再次,探究不同渗漏位置以及土体渗透各向异性比下,地下水渗入隧道对地表沉降以及隧道位移的影响;最后,提出不同渗漏位置下土体的临界渗透各向异性比。研究结果表明:对于修建于饱和软土地区的盾构隧道,土体渗透各向异性对地表以及隧道的影响与渗漏位置密切相关,隧道全部接头渗漏、仅上部接头渗漏、仅中部接头渗漏和仅底部接头渗漏等工况下,临界渗透各向异性比分别为1.6,1.1,1.3和1.4。当土体渗透各向异性比超过临界值时,需要考虑渗透各向异性的影响。当隧道全部接头渗漏时,忽略渗透各向异性会高估隧道以及地表的沉降,低估地表沉降槽的范围;当仅有一个接头渗漏时,忽略渗透各向异性会低估隧道的沉降、偏移、地表沉降以及地表沉降槽的范围。