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(北京工业大学 建筑工程学院，北京　100124)

1　研究背景

随着我国城市化进程的加快，地下空间开发成为了工程建设的重点方向，城市地铁以及地下管廊工程迎来了大规模建设高潮。盾构施工以其机械化程度高、施工快速等技术优势广泛应用于软土地层的隧道建设[1]。

在盾构机掘进施工过程中，前部压力舱的支护压力需要平衡地层处的水土压力，以维持隧道开挖面稳定。支护压力过小则不能保持稳定，容易产生临空面坍塌；支护压力过大则前部土体受挤压易引起地表隆起，影响周围构建筑物安全，同时加剧刀盘磨损，不符合绿色施工要求，因此合理的开挖面支护压力是隧道安全施工的基本保证[2-3]。

国内外学者主要采用理论分析、试验研究和数值模拟等方法开展隧道开挖面稳定性分析。理论分析主要以极限平衡为依据，通过构建不同形式的开挖面破坏模型分析极限支护压力，如三维筒仓模型[4]、楔形体破坏模型[5-6]、平动破坏模型[7]和三维对数螺旋模型[8]等；试验研究则主要以模型试验[9-11]和离心机试验[12-14]为主，探究开挖面渐进破坏模式和极限支护压力；在数值模拟方面，秦建设等[15]、陈孟乔等[16]、黄正荣等[17-18]、潘建立[2]做了大量研究，模拟采用一次性开挖至研究断面的方式，且以分析开挖面主动破坏模式为主，而相关黏性土隧道开挖面被动破坏状态的研究还较少。

本文通过数值建模对软黏土盾构隧道开挖面的被动破坏模式、塑性区发展、土层位移进行探究，在此基础上分析了埋深、直径和土质参数等对被动极限支护压力的影响规律，综合对比离心模型试验结果，确定开挖面支护压力合理控制范围。……