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作者：靳宏;于丽;王明年;秦幼林;王淞申;
单位：西南交通大学土木工程学院;
摘要：为探究复杂地质环境节理岩体中全断面隧道掘进机(TBM)施工引起的围岩稳定性空间演化规律，依托某典型高地应力节理岩体TBM隧道，基于混合有限差分-离散元耦合模型提出一种耦合连续-非连续介质力学的混合FLAC-DEM(FLAC-3DEC)数值模拟方法，构建TBM开挖全过程的三维精细化模型，研究地应力场与结构面间距对围岩稳定性的影响机理。研究表明：TBM隧道围岩失稳是一个渐进过程，随着掌子面距离的增加，表现出显著的空间特性；基于数值模型，揭示地应力对硬岩TBM隧道稳定性的非线性影响规律，25 MPa为临界应力，低应力区(σ_0<25 MPa)呈现地应力-失稳负相关，高应力区(σ_0≥25 MPa)转为正相关；节理面间距存在0.8 m临界阈值，当间距≤0.8 m时，失稳范围随间距增大呈指数衰减，由结构面贯通滑移主导，而当间距>0.8 m时，衰减速率骤降，转为以岩石基质破坏为主的破坏模式。本研究阐明了复杂地质环境下TBM隧道围岩失稳的空间演化机制与关键参数临界效应，为超大埋深节理硬岩隧道的安全施工与灾害防控提供理论支撑。
关键词：TBM隧道;;节理岩体;;围岩稳定性;;混合FLAC-3DEC;;临界效应
基金资助：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(N2024G048)
