结构性黏土边界面模型在FLAC~(3D)中的开发及隧道施工数值模拟

基于FLAC~(3D)提供的本构模型二次开发平台,采用C++语言编写了各向异性结构黏土模型(anisotropic structured clay model,ASCM),通过上海结构性黏土K_0固结三轴不排水剪切试验模拟验证模型的合理性,并进行隧道施工地层损失数值模拟,在此基础上分析黏土结构性和胶结吸力对地表沉降的影响。研究结果表明:自定义ASCM本构模型能够进行三维隧道数值模拟,计算的隧道施工地表沉降结果与离心模型试验实测结果吻合较好;当隧道间距为1.5D时,地表最大沉降位于双圆隧道对称面位置,沉降曲线表现为单峰值"V"型,隧道间距为3.0D和4.5D时,地表最大沉降位于隧道轴线位置,沉降曲线表现为双峰值"W"型;黏土结构性对隧道施工地层损失扰动下地表变形形状影响不大,但结构破坏引起隧道轴线位置地表沉降显著增加,黏土胶结吸力则对隧道施工地层损失扰动下地表变形大小和形状影响不大。