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 

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