考虑流固耦合的隧道开挖引起地表沉降数值分析

摘要

基于流固耦合分析理论,利用有限元分析软件对隧道开挖引起的地表沉降进行分析.非降水开挖方式下,考虑流固耦合效应共同作用,详细分析隧道周边地层和超前预支护加固区的主要土体特性对地表沉降及隧道结构体变形的影响.研究表明:在非降水开挖时,地表沉降、隧道拱顶下沉、隧道底部位移随着渗透系数比的增大而减小.但减小的速率也随之渗透系数比的增大而减小;随着超前预支护加固区渗漏部位的渗透系数比的增大,隧道顶部区域加固引起的地表沉降最小,两侧加固、底部加固和全部区域加固引起的地表沉降接近;地下水位变化时,超前预支护加固区周边地表沉降随着下渗总流量的增大而减小,但减小的速率也随着下渗总流量的增大而减小.此结论对富水地区采用非降水开挖隧道时的地表沉降分析提供一定的理论指导,有助于改进超前预支护和隧道排水工程的施工设计.