2.1 三维模型建立

文章以杭州地铁16号线临安广场站-农林大学某区段盾构工程为背景，利用PLAXIS 3D软件对盾构施工进行数值模拟，该区段盾构工程隧道顶板埋深约为18.7m，盾构机直径为6.7m，盾尾间隙为35mm，衬砌厚度为0.35m。

考虑到结构具有对称性，为提高计算效率，本分析只计算单线隧道。为充分考虑模型边界的影响，并依据建模理论，计算模型沿隧道纵向（y轴）取70m、隧道横向（x轴）取35m、竖直方向（z轴）取40m，模型如图1所示，模型底部施加固定约束，侧面施加竖向滑动约束。共划分96475个四面体单元、120051个节点。 

地层含有软土层、中硬岩层，对于软土层采用Hs-small本构模型，该模型可以反映小应变特征；对于中硬岩层采用PLAXIS 3D中霍克-布朗本构模型，该模型结合了胡克定律所表述的弹性行为与霍克-布朗准则所表述的弹性非线性破坏特征。盾构机、衬砌和盾尾浆体均采用四面体15节点三维实体单元。