软弱岩体中隧道开挖的落门模型试验研究
Study on the trapdoor model experiment of tunnel excavation in weak surrounding rock mass
徐前卫
（1973—），男，安徽巢湖人，工学博士，副教授，主要从事隧道及地下结构工程领域的教学与研究工作。E-mail：xuqianwei＠tongji.edu.cn。
同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 200092
同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092
朱合华
丁文其
同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092
李志厚
云南省交通规划设计研究院，云南 昆明 200093
唐卓华
同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 200092
苏培森
同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 200092
XU Qian-wei
Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 200092，China
Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 200092，China
ZHU He-hua
Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 200092，China
DING Wen-qi
Yunnan Province Traffic Plan Design Research Institute，Kunming 650011，China
LI Zhi-hou
Yunnan Province Traffic Plan Design Research Institute，Kunming 650011，China
TANG Zhuo-hua
Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 200092，China
SU Pei-sen
Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 200092，China
在软弱围岩中进行隧道开挖，往往因岩体应力过高或变形过分而导致围岩失稳破坏，并进而引发隧道塌方事故。本文以Ⅳ类软弱破碎围岩为参照对象，首先将其等效为单一均值地层，再利用相似材料对其进行模拟，随后利用活动门试验模拟隧道的开挖，研究了隧道开挖过程中围岩的破坏模式及其渐进破坏特征。试验结果表明，软弱围岩中隧道施工不可避免地会在隧道周边形成扰动区，而真正塌落成拱的只是该扰动区的一部分；在隧道开挖过程中，岩体内部的裂纹扩展与破坏，就会对应地表岩体的急剧下降；隧道开挖后，拱顶上方的岩体中存在一压力拱，位于该拱下方的岩体处于松弛状态，而拱上方的岩体则处于挤压状态，并且该压力拱随着外界荷载的增加呈外延趋势。
（正文刊录在《水利学报》2014年增刊2）