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通過優化楔形滑塊傾角并考慮滑塊側面土體抗剪強度的影響,對現有三維梯形楔形體模型進行改進,建立了一種盾構隧道開挖面極限支護壓力的三維極限平衡計算模型。推導了極限支護壓力的計算公式,并通過優化分析得到了其最優解。通過優化得到的滑塊傾角隨隧道埋深增加略有減小,隨土體內摩擦角φ增大而增大,且高于通過π/4+φ/2得到的值。對土體內摩擦角和隧道埋深對極限支護壓力計算值的影響進行了分析,結果表明隧道埋深對極限支護壓力計算結果的影響遠小于土體的內摩擦角,且當土體內摩擦角較大或隧道深埋時,支護壓力值幾乎不受隧道埋深的影響。通過對離心模型試驗結果的理論預測表明所建模型是合理的,并優于現有的三維楔形體模型計算結果。
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