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摘要
为探究小跨度隧洞围岩在不同应力路径下的破坏机制，依据现场工况设计相似模型试验可以直观了解围岩的破坏过程，同时数值模拟技术为洞悉岩体内部的破坏机理提供了可视化手段。本文依托某隧洞工程设计了相似模型的加、卸荷破坏试验，并利用颗粒流分析软件PFC进行数值仿真。对比宏、细观两种尺度下的试验发现，隧洞两侧直墙中部岩体的切向应力峰值最低，该处易受拉破坏。拱肩和拱脚处的围岩因应力集中而松动，该处产生的裂隙与直墙处裂隙贯通后将岩体切割成块是隧洞破坏的主要形式。开挖卸荷的应力路径下，隧洞整体的承载能力更强，但破坏时剥落的岩体更加破碎，围岩的损伤深度更大且内部剪切裂纹占比更多，最终形成的破坏面接近“V”型，同时开挖卸荷还会形成开挖扰动区，使拱顶和拱底处岩体的切向应力峰值降低，部分岩体的承载能力下降。
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单位流域水循环模拟与调控国家重点实验室
