小转弯半径盾构隧道数值模拟研究开题报告

1. 研究目的与意义

目前，小转弯半径盾构隧道的建设在我国处于起步阶段，有效的，可供类比借鉴的工程较少，相应的设计施工规范也并不是很完善，在实际应用中仍有很多技术问题亟待解决。

例如，施工过程中轴线难度控制大问题，盾尾间隙大小及其控制问题，施工过程中的变形与应力变化问题以及盾构掘进过程中会导致地表沉降和分层土体移动，土体物理学参数如土体应力、弹性模量、含水量、孔隙水压力等会发生变化等问题。

与直线段盾构施工不同，小转弯半径盾构隧道施工会对周围环境产生更大的扰动。

2. 国内外研究现状分析

80 年代，国外开始对小曲线半径施工进行相关研究。

日本在这方面的研究走在世界的前列。

日本土木学会制订的《隧道标准规范(盾构篇)及解说》提出以下解决小曲线半径施工有效措施。

3. 研究的基本内容与计划

本文通过理论分析和有限元数值模拟分析的方法，分别建立直线盾构隧道和曲线盾构隧道网格模型，考虑在不同地质条件下，不同的盾尾千斤顶推力下等因素，并通过建立不同曲率的小转弯盾构隧道模型，通过对比分析以得出小转弯半径盾构隧道在施工过程中的内力变化特点以及对地表产生的影响。

最后通过对所得结论进行分析，针对小转弯半径盾构隧道施工过程中出现的问题提出一些建议，以供参考。

4. 研究创新点

本课题采用MIDAS/GTS三维有限元分析软件，尽可能地模拟真实工况，从而根据数值分析所反映的问题提出合理的措施。