渗流条件下盾构隧道开挖面稳定性三维强度折减数值模拟

摘要

采用三维有限元强度折减数值模拟,分析了渗流条件下盾构隧道开挖面稳定性安全系数.基于有限元计算不收敛作为开挖面破坏标准,获得了开挖面主动和被动变形模式下的开挖面稳定安全系数,并得到了开挖面的最终破坏模式.通过对计算结果的整理,获得了支护压力与开挖面安全系数的关系.安全系数存在一个极大值,对应的支护压力即为最优支护压力.最优支护压力在无渗流条件下为静止土压力,在渗流条件下高于静止土压力.渗流条件下开挖面达到主动及被动破坏条件下的极限支护压力均高于非渗流情形.