Während des Vortriebsprozesses von komplexen Schichten mit einer Schildvortriebsmaschine interagiert die Vortriebsmaschine häufig aufgrund von Abweichungen in der räumlichen Haltung auf komplexe Weise mit den Segmenten, was zu multidimensionalen Verformungsantworten an verschiedenen Stellen der Segmente und zu übermäßigem Auftrieb und Überholung führt. Um die strukturelle Antwort der Segmente während des Bauvorgangs und ihre abgeleiteten Mechanismen zu verstehen, wurde ein gekoppeltes dreidimensionales numerisches Berechnungsmodell für mehrere Lasten aufgebaut, die räumliche Deformationsverteilung der Segmente und ihre Evolutionsmerkmale während des Prozesses analysiert, das Deformationsentwicklungsmodell der Segmente durch 3D-Laserscanning-Tests vor Ort aufgedeckt und die Ergebnisse der numerischen Berechnungen überprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass 64 % des Anstiegs der Deformation des Langachses in Form eines „schiefen Eies“ der Segmente vor dem vollständigen Austritt der Schildvortriebsmaschine aus dem Schwanz des Schilds auftritt, 50 % des Anstiegs des mittleren longitudinalen Drehwinkels der Segmentteile nach dem vollständigen Austritt der Segmente aus dem Schwanz des Schilds auftritt und 44 % des Anstiegs des zirkularen Drehwinkels während der schrittweisen Austrittsphase aus dem Schwanz des Schilds auftritt. Die kontinuierliche Entwicklung des zirkularen Versatzes der Segmente wird hauptsächlich durch die zirkulare Rotation des Schilds verursacht, und nach dem vollständigen Austritt der Segmente aus dem Schwanz des Schilds wird die radiale Versatzentwicklung und die Formänderung der Segmente hauptsächlich durch die Änderung des zirkularen Versatzes der Segmente selbst beeinflusst, und die weitere Entwicklung des longitudinalen Versatzes wird hauptsächlich durch die longitudinale Abweichung des Schilds beeinflusst. Die 3D-Laserscanning-Punktwolkenmessung kann eine präzise und quantitative Bewertung der Änderungen der Lang- und Querachsenverformungen der Segmente sowie des Langachsenwinkels während des Bauvorgangs vornehmen.

Schildtunnel; Prozessantwort; Segmentverformung; numerisches Modell; 3D-Punktwolke