砂层盾构隧道端部土体滑移破坏模式分析

来源：中国血液净化杂志2017年第8期北京时间：

作者：宋克志, 宋祎, 王梦恕, 孙谋

单位：1. 鲁东大学 土木工程学院, 山东 烟台 264025;2. 北京交通大学 土木与建筑工程学院, 北京 100044;3. 中国中铁隧道股份有限公司, 河南 郑州 450053

摘要：为了分析盾构进出洞时隧道端部土体的失稳破坏模式，为端部土体合理加固范围的确定提供理论依据，基于颗粒流分析程序（PFC），对砂层盾构隧道端部土体的失稳破坏过程和机理进行了数值分析，并采用FLAC3D程序进行对比验证。根据土体滑动规律，给出一种对数螺旋线与直线组合的滑动破坏模式，运用颗粒流计算数据对滑动面进行曲线拟合，并进行相关性分析和显著性检验，得到颗粒摩擦因数取不同数值时的土体滑移面曲线方程。研究结果表明：隧道端部连续墙破除后，土体先在洞门附近发生局部破坏，随后土体颗粒松动破坏向内部发展，颗粒逐步发生位移重定向，最终在土体内部形成了一条显著的滑动破坏面，若隧道埋深较浅，滑动面将延伸贯通至地表；随着土体强度的增高，土体滑移直线倾角变大，对数螺旋线初始半径变小，土体破坏范围相应变小，端部土体越稳定，反之，端部土体滑移范围就会变大，稳定性变差；端部土体经过局部加固后，土体变形较小，内部不能形成滑动面，端部土体稳定性得以提高。

关键词：盾构隧道,端部土体,数值模拟分析,滑移破坏,土体稳定性

基金资助：国家自然科学基金项目（51478213，51278237）