蒋明镜，杜文浩，奚邦禄

(1.同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092； 2.同济大学 土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092;3.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092)

0 引 言

近年来，随着建设工程的快速发展，地上空间已经不能满足人类需求，越来越多的地下隧道应用于采矿、交通和水电等行业，而隧道开挖所引起土体应力的重新分布带来的一系列工程问题是长期以来困扰隧道工程发展的关键问题之一。应用Trapdoor试验研究隧道开挖过程中隧道拱顶上方土体的土压力分布规律及其破坏形态是一种古老而常见的试验手段[1]。

Trapdoor试验模型由土体材料及其下方可以自由垂直活动的自由门组成。试验过程中，自由门向上或者向下运动来模拟土体被动或者主动受力状态，其中土体主动受力Trapdoor试验常用来分析隧道开挖过程中土体的破坏形态以及支撑结构上的土压力。国内外学者针对Trapdoor试验的理论计算、室内试验和数值模拟等方面进行了大量研究。理论计算主要是基于传统土压力理论，计算自由门上土压力以及土体稳定性问题[2-3]。在室内试验研究方面，大多数Trapdoor试验为平面应变试验[1-2,4-6]或轴对称试验[7]，近年来有学者也开展三维模型试验[8-9]或者离心机试验[10]研究自由门上土压力分布以及土体的破坏。但是模型试验和离心机试验的成本相对较高，而且对土体内部的微观信息难以观测。因此，近年来有限元模拟[11-13]、离散元模拟[9,14]等数值计算在Trapdoor试验研究中得到广泛应用。……