Mô hình mô phỏng phần tử hữu hạn 3D cho khoan hầm TBM trong đất mềm
Tóm tắt
Mô hình mô phỏng phần tử hữu hạn ba chiều cho việc khoan hầm drive shield được trình bày. Mô hình xem xét tất cả các thành phần liên quan của quy trình xây dựng (đất và nước ngầm, máy khoan đường hầm với sự tiếp xúc ma sát với đất, kích thủy lực, lớp lót hầm và việc đổ vữa vào khoảng trống đuôi). Bài báo cung cấp mô tả chi tiết về các thành phần của mô hình và quy trình từng bước để mô phỏng quá trình xây dựng. Đất và vật liệu vữa được mô phỏng như các môi trường xốp bão hòa bằng cách sử dụng một công thức phần tử hữu hạn hai trường. Điều này cho phép xem xét nước ngầm, áp suất đổ vữa và tương tác chất lỏng giữa đất và bùn ở mặt cắt và giữa đất và vữa xung quanh khoảng trống đuôi. Mô hình dẻo Cam-Clay được sử dụng để mô tả hành vi vật liệu của đất liên kết. Vật liệu vữa xi măng trong khoảng trống đuôi được mô phỏng như một vật liệu đàn hồi lão hóa với độ cứng và độ thấm phụ thuộc vào thời gian. Để cho phép tính toán tự động cho các đường dẫn lái dài tùy ý và cũng như cong với lưới phần tử hữu hạn thích hợp, quy trình mô phỏng đã được tự động hóa hoàn toàn. Việc mô phỏng sự tiến triển của một đường hầm trong đất mềm liên kết dưới mức nước ngầm được trình bày và kết quả được so sánh với các số liệu thu thập từ tài liệu. Bản quyền © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Maidl B, 1996, Mechanised Shield Tunnelling
Clough GW, 1983, Measured soil response to EPB shield tunneling, Journal of Geotechnical Engineering, 109, 131, 10.1061/(ASCE)0733-9410(1983)109:2(131)
Finno RJ, 1985, Evaluation of soil response to EPB shield tunneling, Journal of Geotechnical Engineering, 111, 155, 10.1061/(ASCE)0733-9410(1985)111:2(155)
Bernat S, 1998, Soil – structure interaction in shield tunnelling in soft soil, Computers and Geotechnics, 22, 221, 10.1016/S0266-352X(98)00007-X
Bernat S, 1999, Assessing a soft soil tunnelling numerical model using field data, Géotechnique, 49, 427, 10.1680/geot.1999.49.4.427
Abu‐Farsakh MY, 1999, Geo‐Engineering for Underground Facilities, 514
Lee KM, 1990, Finite element modelling of the three‐dimensional ground deformations due to tunnelling in soft cohesive soils: part II – results, Computers and Geotechnics, 10, 111, 10.1016/0266-352X(90)90002-D
Lee KM, 1991, An analysis of three‐dimensional ground movements: the Thunder Bay tunnel, Canadian Geotechnical Journal, 28, 25, 10.1139/t91-004
MansourMAM.Three‐dimensional numerical modelling of hydroshield tunnelling. Ph.D. Thesis University of Innsbruck 1996.
Abu‐KrishaAAM.Numerical modelling of TBM tunnelling in consolidated clay. Ph.D. Thesis University of Innsbruck 1998.
Dias D, 2000, Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, 351
Dias D, 2002, Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, 405
van Dijk B, 1998, Application of Numerical Methods to Geotechnical Problems, 739
van Empel WHNC, 2002, Finite Elements in Civil Engineering Applications, 313
Hashimoto T, 2002, Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, 119
Yi X, 1993, Observed and calculated pore pressures and deformations induced by an earth balance shield, Canadian Geotechnical Journal, 30, 476, 10.1139/t93-041
Lewis RW, 1998, The Finite Element Method in the Static and Dynamic Deformation and Consolidation of Porous Media
Broere W, 2003, (Re)Claiming the Underground Space, 759
Blom CBM, 1999, Three‐dimensional structural analyses of the shield‐driven ‘Green Heart’ tunnel of the high‐speed line South, Tunnelling and Underground Space Technology, 14, 217, 10.1016/S0886-7798(99)00035-8
Bakker KJ, 2003, Structural design of linings for bored tunnels in soft ground, HERON, 48, 33