基于不同本构模型的浅埋隧道开挖对地表沉降影响的对比分析

为研究数值模拟中不同本构模型对隧道开挖诱发地表沉降规律的影响,建立砂土与黏土复合地基模型。依托某城市地铁隧道实例,分析了三种不同本构模型(摩尔-库伦模型、等向硬化弹塑性模型及土体小应变本构模型)计算的地表沉降变形规律。结果表明:(1)地表沉降变形均随隧道埋深的增大而先减小后趋于稳定。但数值计算结果略小于经验计算公式;(2)等向硬化弹塑性模型可以反映材料依赖于应力水平的变形行为,但由于隧道开挖的影响深度有限,因此该模型得到的地表沉降变形在远离隧道中心线处的沉降仍然较大;(3)土体小应变本构模型中,材料切线模量对地表沉降影响最大,其次是割线模量和初始剪切模量,影响最小的是无量纲参数γ。