黄　阜，张芝齐，王　芬，冯　源

(长沙理工大学 土木工程学院，湖南 长沙　410114)

在盾构隧道施工过程中，开挖面的稳定性对于保证盾构机的正常掘进具有非常重要的意义[1]。目前，工程界对于隧道开挖面稳定性的研究集中在开挖面支护力和破坏模式2个方面。现有研究结果表明：盾构开挖面的支护力过大将导致地表隆起，其支护力过小则可能造成地表塌陷。在实际工程中，土压平衡式盾构机在掘进过程中用土舱压力来平衡盾构机刀盘前方的水土压力，施工单位根据地质参数和工程经验来设定土舱压力，并根据地表沉降等情况对事先设定的土舱压力进行实时调整，以保证盾构机的顺利推进。因此，有必要制订一套能够在给定土舱压力的情况下对盾构隧道开挖面的稳定性进行定量评估的方法，以有效提高盾构隧道施工的安全性[2]。目前，广泛应用于盾构隧道开挖面稳定性分析的方法有极限平衡法和极限分析法。基于极限平衡理论，胡欣雨[3]等人对太沙基松动土压力计算公式进行修正，提出一种新型楔形体计算模型，并计算了开挖面的临界支护力。张箭[4-6]等人用极限分析理论，构建了盾构隧道开挖面锥形体上限破坏模式，推导出隧道开挖面的支护力表达式，并借助非线性规划方法，对该支护力进行了优化。

强度折减法最初于20世纪70年代由英国学者Zienkiewicz提出，其基本原理是将岩土体的强度参数粘聚力c和内摩擦角φ除以相同的折减系数w，得到一组新的岩土体强度参数，然后对边坡进行稳定性计算。……