《表1 模型尺寸表：盾构地表沉降的数值分析及归一化模型建立》

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《盾构地表沉降的数值分析及归一化模型建立》

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式中:c是土的粘聚力；φ是土的内摩擦角；σ是滑动面法向应力；是土的抗剪强度。管片、注浆材料采用线弹性材料，土体及注浆材料用实体单元C3D8R模拟，管片用壳单元S4R模拟，土体与管片接触用管土相互作用单元PSI模拟。为研究不同参数变化对地层沉降的影响，本次有限元计算中的三维模型尺寸取为80 m×40 m×60 m，土体参数统一取值，粘聚力c为48 kPa，内摩擦角φ为10.9°，土体容重γ为17.2 k N/m3。模型边界条件:底部采用固定边界，限制其竖向位移；左、右边界均固定水平方向位移；上表面为地面，设为自由边界，荷载只考虑重力作用。当变化其中一个参数时，其他参数值保持不变，网格划分情况如图1所示。为简化书写，用字母和数字来代替相应的模型，其中:H为隧道的埋深，D为隧道的直径。共建立了20个模型，如表1所示。由于模型中的单元和节点数达到了十几万个，计算量巨大，普通计算机计算速度十分缓慢，为了提高运算效率，在计算本文模型的过程中，采用河海大学高性能计算中心并行计算平台开展本文三维有限元模型。