通过优化楔形滑块倾角并考虑滑块侧面土体抗剪强度的影响,对现有三维梯形楔形体模型进行改进,建立了一种盾构隧道开挖面极限支护压力的三维极限平衡计算模型。推导了极限支护压力的计算公式,并通过优化分析得到了其最优解。通过优化得到的滑块倾角随隧道埋深增加略有减小,随土体内摩擦角φ增大而增大,且高于通过π/4+φ/2得到的值。对土体内摩擦角和隧道埋深对极限支护压力计算值的影响进行了分析,结果表明隧道埋深对极限支护压力计算结果的影响远小于土体的内摩擦角,且当土体内摩擦角较大或隧道深埋时,支护压力值几乎不受隧道埋深的影响。通过对离心模型试验结果的理论预测表明所建模型是合理的,并优于现有的三维楔形体模型计算结果。
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