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Model Test and Back Analysis of Shield Tunnel Load Distribution in Soft ClayEnsayo con modelo y análisis retrospectivo de la distribución de la carga del túnel de apantallamiento en arcilla blanda

Resumen

En combinación con la capa de arcilla blanda del metro de Foshan, se desarrolla un método de análisis retrospectivo que combina la prueba del modelo y la simulación numérica. En primer lugar, el criterio de similitud para el modelo utilizado en este estudio se derivó de la teoría de la similitud y de las ecuaciones de la mecánica de la elasticidad. La arcilla artificial se prepara mezclando caolín, bentonita, loess y arena de río en proporciones de 4 : 2 : 3 :1. El yeso, el agua y el bórax se mezclan en proporciones de 1 :0.7 :0,015 para simular el revestimiento del túnel. Los ensayos del modelo se realizaron en base a cuatro modos de carga: la combinación del modo 1, distribución de carga vertical y distribución lineal de carga horizontal, el modo 2, distribución de carga vertical y distribución parabólica de carga horizontal, el modo 3, distribución parabólica de carga vertical y distribución lineal de carga horizontal, y el modo 4, distribución parabólica de carga vertical y horizontal. A continuación, se establece el modelo de cálculo correspondiente a los cuatro modos de carga mediante ABAQUS, y los datos medidos se analizan a posteriori como cantidad conocida. Los valores de carga específica obtenidos fueron 359 kPa, 380 kPa, 361 kPa y 368 kPa mediante la curva carga-fuerza interna. El momento de flexión y la fuerza axial se calculan sustituyendo los valores de carga del cálculo retrospectivo en el modelo y comparando los resultados con los valores medidos; se comprobó que las fuerzas internas bajo la carga del cálculo retrospectivo seguían desviándose en diversos grados. Utilizando la función de error global E para evaluar las ventajas y desventajas de los cuatro modos de distribución, los errores globales son del 4,3%, 1,7%, 6,5% y 5,9%, respectivamente. Es decir, el error de la distribución de la carga del modo 2 (la combinación de la distribución de la carga vertical y la distribución parabólica de la carga horizontal) es el más bajo y es altamente consistente con el valor medido, que es el más cercano a las características del patrón de carga del estrato.

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