三维混合有限元-材料点法

精准捕捉掌子面失稳

在同一框架内耦合玻璃纤维锚杆与地层变形，为不良地层隧道掌子面预加固提供理论依据。

Zheng, Xiangcou · Jingkang, Lyu · 王树英 · 阳军生 · 杨峰 · Osman, Ashraf S.

Tunnelling and Underground Space Technology 2026

技术优势

模拟与试验吻合

方法通过了加筋土坡离心机试验和缩尺隧道开挖试验的验证，可以放心用于工程分析。

锚杆效果可量化

通过增大锚杆直径、密度，可以显著提高掌子面稳定性，并且模拟结果显示存在一个最优加固长度区域，为设计提供直接依据。

稳定性阈值可预测

当锚杆直径和加固密度超过一定阈值后，周围地层趋于稳定，这为确定锚固参数下限提供了依据。

应用场景

• 隧道工程：隧道工程师可用该方法评估锚杆加固方案，优化掌子面预加固参数。
• 岩土数值模拟：数值模拟研究者可将该方法用于大变形问题中结构-土体耦合分析。
• 地下工程稳定性：地下工程施工方可依据稳定性阈值判断锚固参数，保障掌子面安全。