黏土層中潛盾隧道開挖沉陷之有限元素分析

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姓名

李金芳(Chin-Fang Lee) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

黏土層中潛盾隧道開挖沉陷之有限元素分析
(Finite element analysis of settlement caused by shield machine tunneling in soft clay)

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摘要(中)

隧道工程在進行開挖時，對於路面交通的影響頗大，因此在開挖時，若採用潛盾工法將會減少對路面交通之影響。本研究使用有限元素法，針對潛盾隧道開挖，所造成之地表沉陷進行分析。本文分別對於單隧道與雙隧道進行探討；單隧道是採三向度的分析，分析內容為潛盾開挖對地表沉陷之影響，並就其深徑比（C/D）、未襯砌長度、與隧道直徑比（P/D）等參數之影響進行研究；而雙隧道方面則是採二向度平面應變分析，觀察雙隧道中之新挖隧道，在盾尾間隙閉合時，所造成地表沉陷的影響。
本研究之分析係以ABAQUS有限元素分析程式作為數值計算工具。並將數值分析結果與離心試驗結果比較，藉由對照離心試驗以驗證數值分析模型的正確性。

摘要(英)

Tunneling affects the traffic over the ground significantly .In order to reduce the influence under construction of tunneling , we can used shield machine tunneling method comprehensively . In this study , finite element method is applied to analyze the influence on surface settlement caused by shield tunneling in soft clay. In this research , we study single and dual tunneling problems separately .Under three-dimension condition , single tunneling problems investigate the effect of surface settlement due to shield tunneling , (C/D) ratio ,and (P/D) ratio . Under two-dimension condition , dual tunneling problem investigate the effect of surface settlement due to shield tunneling ,and (C/D) ratio .
The numerical results using code ABAQUS were compared with the results from centrifuge model tests.

關鍵字(中)

★ 地表沉陷
★ 未襯砌長度
★ 盾尾間隙閉合
★ 盾尾間隙

關鍵字(英)

★ surface settlement
★ unlined length
★ closure of tail voids
★ shield tunnel

論文目次

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
表目錄 V
圖目錄 VI
符號說明 IX
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 研究方法 3
1.4 論文內容 5
第二章文獻回顧 7
2.1 經驗法與現場量測 8
2.2數值分析法 9
2.3物理模型試驗 12
第三章程式分析方法與模型模擬 16
3.1 有限元素法分析程序 16
3.2 MSC/Patran之簡介 16
3.3 ABAQUS/CAE之簡介 17
3.4雙隧道之模型模擬 19
3.4.1雙隧道之模型試驗 19
3.4.2雙隧道之數值模擬 20
3.4.3雙隧道邊界條件之模擬 21
3.4.4 雙隧道網格之收斂研究 21
3.5單隧道之模型模擬 23
3.5.1單隧道模型試驗 23
3.5.2 單隧道數值模擬之模型 23
3.5.3單隧道邊界條件之模擬 24
3.5.4 單隧道網格之收斂研究 24
3.6 超載係數(Overload factor) 25
第四章模擬結果與討論 39
4.1 數值分析驗證 39
4.2 雙隧道之模擬結果與討論 39
4.2.1 地表沉陷之分佈型態 40
4.2.2 塑性區之分佈範圍 41
4.3 單隧道之模擬結果與討論 41
4.3.1 地表沉陷分佈型態 42
4.3.2塑性區之分佈範圍 44
第五章結論與建議 76
5.1結論 76
5.2 建議 78
參考文獻 79

參考文獻

參考文獻
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指導教授

張瑞宏(Jui-Hung Chang)

審核日期

2002-7-5

推文