砂土地层盾构隧道开挖面被动破坏极限支护力研究

摘要

盾构掘进时推力过大极易造成地表隆起，导致开挖面前方土体被动破坏。基于莫尔一库仑屈服准则，采用大型有限元软件ABAQUS对砂土中盾构隧道开挖面的被动破坏进行模拟，得到开挖面的被动破坏支护力并揭示开挖面的被动破坏模式。进而，将传统的三维楔形体极限平衡模型中的棱柱体修正为具有一定倾角的倒棱台，使其破坏区域更为接近真实的土体隆起区域。推导开挖面被动极限支护力关于楔形体倾角的表达式，并通过试算，找出最小的支护力值即为被动破坏支护力。采用修正后的极限平衡模型得到的被动支护力与数值计算结果吻合良好，并且都较好的落在E．Leca等计算的上下限范围内。该模型为盾构隧道施工中确定支护力的上限值提供参考。