盾构隧道开挖面改进三维模型和临界支护压力研究

作者：孔德森; 滕森^*; 赵明凯; 时健

来源：隧道建设 (中英文), 2023, 43(09): 1463-1472.

• 盾构隧道
• 开挖面稳定性
• 临界支护压力
• 改进失效模型
• 极限平衡法

为解决城市地铁隧道盾构掘进过程中开挖面稳定性较难准确评估的问题,以及针对目前采用极限平衡方法建立的模型无法准确描述隧道开挖面失稳破坏机制的现状,提出一种针对浅埋隧道的改进三维模型。通过将模型与物理试验和数值模拟进行对比,其偏差小于10%,验证改进模型的合理性和有效性。在此基础上,研究土壤参数、隧道直径和埋深对改进模型得出的临界支护压力和失效机制特征的影响规律。结果表明:1)土壤的内摩擦角和黏聚力对临界支护压力影响显著; 2)由于土拱效应的存在,隧道埋深和直径在增大至临界值后,临界支护压力将保持不变; 3)相比于黏聚力和隧道埋深,土壤内摩擦角的改变对失效机制特征的影响更加显著。

• 单位
  山东科技大学; 土木工程与建筑学院; 山东省土木工程防灾减灾重点实验室