随着经济的发展和城市化的加速,城市空间越来越小,地下隧道的建设已成为建设领域的新方向。传统的双圆隧道占据了大量的地下空间,严重影响了周边的环境,也对居民区产生了极大地破坏。地下隧道通常位于市区,其空间狭小,不便于施工机械与设备的引入和移动。类矩形双道隧道可以解决上述所有问题。矩形盾构隧道占地面积小,可比圆形隧道节省30%-40%的空间。它对环境影响较小,能有效减少对地面的损坏,其单个结构上能容纳双车道,且所需施工时间少,因此它具有较高的经济效益。矩形盾构隧道的隧道断面在组装后基本稳固不动,对周围环境的影响较小,同时可实现长距离弯道。但是,基于对这种钢结构性质的考虑,我们必须分析作用在矩形隧道上的结构应力。本项目以宁波地铁3号线(试验段)为基础,并采用“阳明号”规格为11.83m×7.27m的矩形土压力平衡盾构机。盾构机从陈婆渡南开始一直测量到盾尾,矩形盾构段总长度为429.3m,最小转弯半径为400m,最大纵向坡度为39.5%,最小纵向坡度为2%,隧道最大深度为10.46m,最小深度为2.5米。这的确是隧道行业一场革命,但相关研究却很少,特别是相关英语文献很少(英语迄今为止被认为是科学界的通用语)。本论文中,笔者将分析这种隧道衬砌的结构限制和机械效应。钢铁被认为是建造大跨度结构的重要材料,这就是为什么我们进行这项重要的可行性研究工作时使用钢,而不是复合材料。针对宁波3号线施工隧道断面刚度低,变形大的问题,我们采用PLAXIS软件分析了土与隧道的相互作用,并且确定了是否可以用类矩形钢结构隧道来取代复合材料隧道。值得一提的是,我所研究的这个项目现实中并不存在,因此并没有实际的数据可以与我们的研究进行比较,这对我来说是一个限制,但另一方面,研究这样一个独特的项目也是一件光荣的使命。这篇论文的三个创新点是:1、运用PLAXIS对宁波LIE-3项目进行分析。已经有一些关于这个课题的研究,但是没有一项研究使用岩土工程软件来分析这个项目。2、采用整体钢结构进行隧道施工。这在实际工程中没有得到应用,这样的准矩形隧道还不存在。这项研究提供了一个窥探的可能性领域的情况下,这样的隧道构建。3、进行了参数化研究,并利用实际的土壤数据讨论了隧道厚度和深度对准矩形隧道的影响。