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盾构隧道施工过程中支护压力不足会引起开挖面失稳.针对浅埋盾构隧道,采用大比尺物理模型试验对盾构开挖面稳定进行研究.试验通过控制支护板移动速度来模拟开挖面失稳变形过程,并对支护压力和地表变形进行监测,发现了支护力和地表变形发展的3个阶段.与此同时,采用数码摄像技术对失稳土体实时观测,并利用颗粒图像技术对图像进行处理得到失稳土体的位移增量场.对比发现,位移增量场的变化规律与支护力和地表变形的3个阶段相对应.