开挖面失稳坍塌是隧道施工安全的重大威胁之一,合理设计隧道开挖面极限支护压力和预测开挖面失稳破坏影响范围是隧道施工安全的保障。采用自编隐式物质点法(Material Point Method,MPM)程序对隧道开挖面失稳机制进行研究。首先通过理论...开挖面失稳坍塌是隧道施工安全的重大威胁之一,合理设计隧道开挖面极限支护压力和预测开挖面失稳破坏影响范围是隧道施工安全的保障。采用自编隐式物质点法(Material Point Method,MPM)程序对隧道开挖面失稳机制进行研究。首先通过理论和试验对比,验证了隐式MPM模拟开挖面稳定性的可行性。随后建立工程尺度的隧道模型,分析土体摩擦角对隧道开挖面坍塌和地层变形响应的影响。结果表明:(1)隐式MPM可有效捕捉掌子面失稳-破坏全过程特征;(2)在临界状态下,隧道掌子面的极限支护力、失稳区域和地表沉降均随土体摩擦角的增加呈负相关关系;(3)当隧道掌子面发生倒塌破坏时,涌入隧道的土体质量与土体摩擦角呈负相关关系。展开更多
文摘开挖面失稳坍塌是隧道施工安全的重大威胁之一,合理设计隧道开挖面极限支护压力和预测开挖面失稳破坏影响范围是隧道施工安全的保障。采用自编隐式物质点法(Material Point Method,MPM)程序对隧道开挖面失稳机制进行研究。首先通过理论和试验对比,验证了隐式MPM模拟开挖面稳定性的可行性。随后建立工程尺度的隧道模型,分析土体摩擦角对隧道开挖面坍塌和地层变形响应的影响。结果表明:(1)隐式MPM可有效捕捉掌子面失稳-破坏全过程特征;(2)在临界状态下,隧道掌子面的极限支护力、失稳区域和地表沉降均随土体摩擦角的增加呈负相关关系;(3)当隧道掌子面发生倒塌破坏时,涌入隧道的土体质量与土体摩擦角呈负相关关系。
