考虑循环进尺的隧道掌子面稳定性上限分析

Analysis of Stability Upper-Bound of Tunnel Face Considering Round Length

浅埋隧道循环进尺长度对掌子面稳定性有较大影响,该文利用刚体平动运动单元上限有限元方法及程序对此开展计算分析,获得了循环进尺长度L、隧道高度D、隧道埋深H、围岩内摩擦角φ与剪胀角ψ等综合因素影响下的掌子面稳定系数Ncr上限解图表,揭示了临界状态下有效间断线网破坏模式特征及其演变规律。研究表明:(1)循环进尺长度L对稳定系数Ncr及破坏形态影响显著:Ncr随着L/D增加基本呈线性减小,随φ增加而线性增加;H/D增加使得Ncr增加但临界重度γcr有所减小,隧道上方下沉区与交错滑移线构成的扇形区域范围增加;(2)当φ较小时,隧道埋深H增加使得破坏范围有所增加,而当φ较大时,"土拱效应"将破坏区域限制在掌子面与拱顶未支护段附近,速度间断线更为集中。