深部复合地层TBM隧道围岩应力与变形规律模型试验研究

为研究深部复合地层TBM隧道有、无支护条件下围岩应力变形破裂与地层效应之间的关系,采用自行研制的双轴平面应变相似模型试验系统,运用应力、应变量测装置及自主开发的精细化岩土数字照相量测系统PhotoInfor,对深部复合地层TBM隧道进行了试验研究.结果表明:上软下硬地层中,应力分布不均,硬岩部分应力较大,变形破裂的模式差异大,不均匀性明显,地层效应显著;有、无支护条件下围岩内部应力随围压增大而增大,且沿洞径方向呈先增后减的变化趋势;再现了无支护条件下围岩变形破裂及松动圈发展全过程,上部软岩以坍塌为主,下部硬岩以破裂为主;获得了硐周岩体径向位移发展阶段;支护结构可有效改善围岩应力重分布情况、减缓围岩卸载速度,提高围岩的自承载能力和隧道的整体稳定性.