隧道掌子面常常易发生坍塌事故,为有效评估其主动稳定性,文章构建其三维多滑块破坏模型,开展了基于强度折减法的掌子面三维主动稳定性上限分析.结合极限分析上限法,构建了安全系数的目标函数,通过非线性优化程序得到其最优上限解.通过对比分析,验证了该方法的有效性;并分析了不同参数对安全系数和破坏模式的影响规律.研究表明:安全系数FS随粘聚力c、内摩擦角φ的增加而线性增加,随地面荷载ss及重度γ的增加而减小,随超负荷比C/D的增加而非线性减小.超负荷比C/D和内摩擦角φ对主动破坏模式影响显著,而粘聚力c、地面超载ss及重度γ则影响较小;当主动破坏区域不能延伸到地表时,超负荷比C/D和地面超载ss对计算结果无影响.
浅埋隧道 掌子面稳定性 三维主动稳定性 强度折减法 极限分析上限法 安全系数