同济大学学报(自然科学版)

作者：袁帅，冯德旺

单位：长安大学 公路学院，陕西 西安 710064

关键词：开挖面稳定性,渗透系数各向异性,极限分析,渗透力

基金：国家自然科学基金（51908053）；陕西省自然科学基础研究计划（2018JQ5098）；中央高校基本科研业务费（300102210209）

城市地铁隧道普遍采用盾构法施工，盾构掘进过程中密封舱支护力不足会引起开挖面的突然坍塌，造成重大人员伤亡和财产损失。隧道开挖会造成周围地层水力环境改变，引起地下水渗流，不仅在开挖面前方土体中产生渗透力，也使得围岩力学性质弱化，大大增加了盾构隧道开挖面失稳的风险。现有工作一般假定土体渗透系数为各向同性以简化计算，然而，土在沉积的过程中由于各种因素的影响会产生各向异性，即渗透特性与所选取的方向有关。基于极限分析理论，结合有限元四面体单元和半正定锥规划，建立三维数值极限分析方法。在此基础上，结合渗流分析，研究渗透系数各向异性条件下盾构隧道开挖面附近渗流场及开挖面极限支护力的变化规律，分析渗透系数比对开挖面破坏模式的影响，为盾构隧道安全施工提供重要的参考。

来源：2020年第12期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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