隧道的掌子面是在隧道开挖过程中极易发生塌方的位置,如何确保隧道掌子面的稳定性,是隧道施工过程中的重中之重。本文基于极限分析上限定理,对隧道掌子面的稳定性进行了研究。1.利用基于线性Mohr-Coulomb破坏准则的极限分析上限定理,构建了浅埋隧道掌子面双对数螺旋线破坏模式,将隧道掌子面稳定性问题转化成侧压力系数的求解,并推导出侧压力系数的计算公式,探讨了各参数对侧压力系数的影响。2.将多切线法引入到隧道的极限分析中,在前一章相关内容的基础上,利用基于非线性Mohr-Coulomb准则的极限分析上限定理推导了隧道掌子面侧压力系数的计算表达式,研究了非线性准则对侧压力系数的影响,讨论了各参数对破坏机构形状的影响。3.依托水口山隧道工程实例,采用有限差分软件FLAC3D建模,将数值模拟的计算结果和解析法的结果进行了比较,证明了本文的方法是正确的。