董昌周，曲 晨，杨建辉

(浙江科技学院，杭州 310023)

1 试验概述

随着相似理论的发展和完善，到20世纪70年代，地下洞室模型试验也得到发展，特别是交通、水电等工程中一些地下洞室的规模越来越大，需要认真研究其围岩稳定性及隧道结构的力学行为［1］。近年来，随着高速公路的大量建设，连拱隧道由于减少征地面积、便于管理、视觉上的美观等优点经常被设计采用。但是，连拱隧道的结构特殊性，如中隔墙修筑不理想，直接导致洞室围岩跨度增大，对设计和施工会出现新的技术问题［2-4］，因此，采用物理模型试验进行研究是必要的。考虑满足相似原理的条件下，能真实反映地质构造和工程结构的空间关系，并对数值计算结果进行一定程度的对比。

2 模型试验方案

2.1 相似材料与及相似比的确定

连拱隧道模型模拟的岩体为V级围岩，岩体模拟材料选用重晶石粉与细砂为1∶1、松香占松香酒精溶液的百分比为8%、酒精与松香为胶结剂，其含量占相似材料总质量6%。根据相似准则［5］，推得各物理力学参数原型值与模型值的相似比如下:几何相似比CL=20，重度相似比Cγ=1，泊松比、应变、摩擦角相似比Cμ=Cε=Cφ=1。强度、应力、凝聚力、弹性模量相似比CR=Cσ=CC=CE=20。根据上述相似关系，围岩通过凝聚力 C、内摩擦角 φ、重度 γ、弹性模量 E、单轴抗压强度R与原型进行相似模拟。衬砌模型材料主要考虑EI(I为截面惯性矩)相似，同时考虑材料厚度。

2.2 模型试验箱设计

考虑平面应变问题，模型试验箱内净空尺寸长×宽×高为4 000 mm×40 mm×2 000 mm，此装置采用钢质框架结构，由上横梁、移动横梁、底梁及两侧的竖梁组成。……