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| 摘要 文章采用PLAXIS有限元软件，建立流固耦合条件下盾构隧道开挖面数值计算模型，研究隧道管片安装时间内，流固耦合效应对隧道开挖面稳定性的影响。通过控制变量法，分析流固耦合条件下开挖面不同支护压力比（开挖面支护压力与前方水土压力之比）和不同隧道覆径比（隧道埋深与直径的比值）对隧道开挖面变形及地表沉降的影响规律，并探讨了流固耦合效应下开挖面失稳破坏模式。研究结果表明：（1）在隧道管片安装时间内，开挖面前方土体将在渗流作用下形成土拱效应，从而使开挖面支护压力比小于1。而未考虑流固耦合效应时，需要较大极限支护压力值才能保持隧道开挖面前方土体的稳定；（2）当考虑流固耦合效应时，隧道覆径比对开挖面稳定性影响有限，但对地表沉降有较大影响，且覆径比越大，地表沉降变大且影响范围较广；（3）在隧道管片安装时间内，开挖面前方虽在渗流影响下具有土拱效应，但随着支护压力减少及开挖面上部渗流场的共同作用，使得开挖面前方土拱效应减弱，继而使隧道开挖面上方与前方土体连通形成楔形土体滑动区。相比未考虑流固耦合的情况，其楔形体趋向于开口较大的漏斗状破坏形式。故在隧道施工过程中，应考虑流固耦合效应对开挖面变形及地表沉降的影响。 |
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| 作者简介: 作者简介：黄振恩（1994- ），男，本科生，从事隧道及地下工程专业研究工作，E-mail：604975071@qq.com.
通讯作者：吴俊（1980- ），男，博士，博士后，副教授，从事隧道及地下工程专业教研工作，E-mail：cvewujun@163.com.
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2018, Vol. 55 