盾构偏仰角影响下隧道掌子面稳定性分析

为探究任意偏仰角影响下纵向倾斜隧道掌子面的稳定情况,以Hoek-Brown强度准则为例,考虑隧道纵向倾角的影响。利用空间离散和点生点技术,改进现有的隧道掌子面三维主被动破坏模型,求解了倾斜隧道掌子面的主被动破坏极限支护压力,并建立了非线性Hoek-Brown准则下倾斜隧道掌子面三维主被动破坏模型。通过本文模型计算结果与数值模拟结果对比分析,以验证本文所建立的非线性Hoek-Brown准则下倾斜隧道掌子面三维主被动破坏模型的合理性。结果表明:本文所建立的非线性Hoek-Brown准则下倾斜隧道掌子面三维主被动破坏模型与数值模拟结果之间最大误差小于5%,拟合效果良好,适用于倾斜隧道的掌子面稳定性分析问题;任意偏仰角引起隧道与水平面之间的倾角是影响掌子面稳定性的重要因素,在实际施工中应予以格外关注,可为类似隧道盾构施工的安全性提供有效的理论指导与参考。

基于M-C准则的任意角度隧道掌子面稳定性分析

为探究任意盾构角度影响下隧道掌子面的稳定情况,以向上倾斜盾构隧道为例,基于线性Mohr-Coulomb强度准则,运用空间离散技术及“点生点”技术,考虑倾斜角度对隧道掌子面稳定性的影响,通过改进现有的隧道掌子面三维主被动破坏模型,实现了倾斜隧道掌子面的主被动破坏极限支护压力的求解,并建立了线性Mohr-Coulomb准则下倾斜隧道掌子面三维主被动破坏模型,生成了与之对应的主被动破坏模型的能耗方程。通过本文模型计算结果与现有模型和数值模拟的计算结果进行对比分析,验证了本文所建立的倾斜隧道掌子面三维主被动破坏模型的合理性。结果表明,任意盾构纵向倾角是影响掌子面稳定性的重要因素,不可忽略;本文所建立的任意角度掌子面三维旋转主被动破坏模型相比现有模型更接近真实解,在掌子面稳定性分析时能够得到更优的分析结果,为类似隧道盾构施工的安全性提供了有效的理论指导与参考。