中国公路学报

作者：钟志彬, 邓荣贵, 孙怡, 张志伟, 张颖, 付小敏

单位：1. 西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031;2. 中铁二院工程集团有限责任公司, 四川 成都 610031;3. 四川省建筑职业技术学院 铁道工程系, 四川 成都 610399;4. 成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室, 四川 成都 610059

关键词：隧道工程,围岩稳定,双轴压缩,大节理,离散元

基金：国家自然科学基金项目（41272321）；西南交通大学博士生创新基金项目（13017001）

为揭示近距大节理硬脆性隧道围岩的破裂机理，采用含天然节理的流纹岩开展双轴压缩试验，获得围岩应力分布特征及渐进破裂过程。PFC2D离散元颗粒流程序模拟了节理围岩和完整围岩在双轴压缩作用下的变形及破裂特征，并与室内试验结果进行对比分析。研究结果表明：双轴压缩作用下，含天然节理的隧道试样表现出显著的脆性破坏特征，节理面起裂发生滑移错动，拱顶和底板围岩逐渐拉裂，宏观破裂面穿过大节理并向隧道拱脚、边墙和试样边界扩展，造成试样的最终失稳破坏；PFC2D数值模拟结果显示，大节理面附近裂隙集中发育，并迅速扩展形成与节理大角度相交的破裂面，试样峰前破裂过程短暂，峰后裂隙加速扩展而承载力急剧下降，数值模拟与试验结果吻合；近距隧道大节理显著影响硬脆性围岩的破裂模式，大节理的剪切滑移引发试样的宏观破裂，靠近大节理的拱脚十分破碎，而边墙则形成“V”形破碎区。研究成果为节理隧道围岩的支护设计和防灾减灾提供参考。

来源：2018年第5期

《中国公路学报》期刊编辑部

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