近日，我室以满建宏博士研究生为第一作者、黄宏伟教授为通讯作者在《Computers and Geotechnics》期刊上发表了题为“Analytical model for tunnel face stability in longitudinally inclined layered rock masses with weak interlayer”的研究论文，报道了基于极限分析上限法开展含软弱夹层的倾斜层状岩体中隧道开挖掌子面稳定性分析的最新研究成果。

文章链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266352X21005838

复杂地质条件下隧道开挖过程中的掌子面稳定性问题一直是国内外专家学者讨论和关注的热点。然而，目前尚缺乏合理预测复杂地质环境下隧道掌子面稳定性的理论模型。基于此，本文在已有研究的基础上，建立了综合考虑岩层倾角和软弱夹层对掌子面稳定性影响的理论解析模型，该模型可以根据现场的地质条件对掌子面稳定性进行定量评估，从而减小施工风险。

论文的基本思路如下：首先，采用极限分析运动学方法和分区优化技术建立了解析理论分析模型（图1）。然后，结合非线性Hoek-Brown屈服准则，考虑软弱夹层的尺寸效应（图2）分析获得虚拟支护力（用于表征隧道掌子面的稳定情况），并进一步采用数值模拟的方法验证了本研究建立的解析模型的合理性。最后，论文深入探讨了岩层纵向倾斜角、岩层参数、隧道直径和软弱夹层位置/厚度对掌子面稳定性的影响（图3）。

图1 本研究构建的理论分析模型

图2 软弱夹层的尺寸效应

    (a)岩层倾角的影响            (b)岩层质量的影响

    (c)软弱夹层的影响           (d)隧道直径的影响

图3 不同参数对掌子面稳定性影响分析

  研究结果表明本论文构建的复杂地质条件下掌子面稳定性理论分析模型具有适用性广、计算效率高等优点。本研究中提出理论分析模型模型可以根据现场的地质条件对掌子面的稳定性进行定量诊断，有助于工程中风险评估和措施决策。

APA文献格式

1. Man, J., Huang, H., Ai, Z., Chen, J., 2022. Analytical model for tunnel face stability in longitudinally inclined layered rock masses with weak interlayer. Computers and Geotechnics, 143, 104608.

                                                       撰稿：满建宏

黄忠凯

 编辑：姚鸿增