长隧洞TBM施工进度-结构-风险动态仿真与耦合分析理论

随着我国跨流域引水调水工程建设和西部水电大开发，一批采用TBM施工的超长距离引水输水隧洞正待兴建。如何定量地分析施工过程不确定性和工程地质不确定性对TBM功效、工程进度、投资和支护结构安全的影响及相应风险，进而为工程设计和建设管理提供科学依据，对于确保工程安全快速经济施工具有十分重要的意义。本项目研究集成TBM施工过程循环网络仿真模型（进度）-三维数字地质模型（地质）-支护结构有限元模型（结构）的动态仿真以及进度（成本）、结构安全、工程风险耦合分析的理论与方法，建立三者之间的耦合评估模型，避免了动态进度、结构分析及风险评估各自独立的弊端；并采用动态仿真与虚拟现实的分析手段，较之传统方法更加精细、定量，可实现施工场-工程地质场-应力应变场的可视化统一表达。本研究可为隧洞施工资源合理配置、结构优化设计及工程风险决策提供多学科综合的动态分析决策理论与方法，具有重要的理论意义和实践应用价值。