基于ABAQUS的水平联络通道冻结法施工全过程仿真分析

摘要

地铁联络通道开挖时常采用地层冻结技术来提高软弱土体的强度和稳定性,冻胀、管片及衬砌的应力集中、融沉等问题是施工过程面临的挑战。本文使用ABAQUS有限元软件建立三维热力耦合数值模型,对冻结法施工全过程进行仿真分析,研究土体冻结、开挖、解冻全过程的温度发展规律、冻胀与融沉的位移分布规律以及隧道管片和联络通道的应力分布情况。结果表明:热力耦合有限单元法能有效地预测冻结壁的形成和解冻规律,水平联络通道冻结施工引起的地表冻胀、融沉位移近似呈正态分布,在开挖过程中隧道管片开口侧边中部及联络通道的尖角部分存在较大的应力集中,解冻后联络通道的应力集中部位变为底部直墙拐角处。