唐健

摘 要：基于三维数值模拟分析了由加压盾构形成的浅埋圆形隧道开挖面的稳定性。在分析中考虑了隧道面主动土体和被动土体的破坏，并且基于运动学方法的多块机制限定性分析的结果，对现行隧道开挖面极限压力的数值解与离心机模型试验得到的极限隧道压力值进行了对比。此外，还指出了多块失效机制存在的不足。

关键词：三维数值模拟；盾构开挖面；极限压力；运动学方法

中图分类号：U451 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.021

文章编号：2095-6835（2016）11-0021-02

很多研究者对由加压盾构形成的浅埋圆形隧道开挖面的稳定性进行了研究。大多数研究基于二维分析法（Dias 2002，Deborst 1996）、极限平衡法（Anagnostou 1996）和极限分析法（Leca 和 Dormieux 1990，Soubra 2000，2002）。但是，这些方法需要有预先假定的失效机制。在Leca和Dormieux所进行的三维状态下两块土体失效机理的研究中，假定的失效机制认为，只有一部分隧道圆形面（圆形区域的一个椭圆部分）与土体失效有关，其余部分的隧道面与土体失效无关。本次的研究目的是确定极限隧道压力、没有任何事先假设的土体变形、失效机制及处于失效状态的相应土体。本文所采用的开挖面极限压力测定方法是基于拉格朗日显式有限差分程序FLAC 3D的数值模拟法，在分析中考虑了位于开挖面前的主动土体和被动土体的失效。此外，本文还对在主动和被动情况下获得的极限隧道压力与Soubra提出的基于运动学手段的极限分析法得出的数值，以及Al-Hallak（1999）离心机模型试验得出的结果进行了对比。下面重点讲述基于FLAC 3D的数值模拟法，并对本文提出的方案与现有方案进行对比。……