李 涛, 张 丽, 蒋 庆, 冯 春, 赵 然

(1. 山东高速济莱城际公路有限公司， 山东 济南 250014； 2. 中国科学院力学研究所， 北京 100190)

0 引言

在富水岩溶地区，隧道与溶洞间的岩层由于开挖引起的扰动而极易失稳，引发突水、涌泥灾害，是隧道安全施工的重大问题，也是目前工程建设研究的重点之一。目前研究岩溶隧道隔水岩层稳定性的方法主要有模型试验、理论研究和数值模拟等。

模型试验需根据原型确定试验模型的几何相似比，然后根据力学方程和边界条件确定应力相似比，并采用相似材料模拟一定工况下的突水现象。魏星等[1]以北岗隧道DK462+527～+537段为原型，采用1∶100几何相似比模型，模拟了围岩出现位移剧增、突泥涌水和破坏的现象，但材料的力学指标未能达到相似性要求。赵瑜等[2]建立了应力相似比为40、几何相似比为55的某在建隧道模型，并与FLAC3D数值模拟结果进行对比，发现在各种趋势上有较好的一致性，且物理模型的最终破坏及影响范围与数值模拟有较好的一致性，但局限于材料特性和测量上的误差，未能体现数值模拟的全部现象。李浪等[3]研制出一套深长隧道突水地质灾害三维模型试验系统，该系统不仅能够模拟地应力场、水压等初始环境，还可精确模拟隧洞开挖，但该模型试验是在隧道模型简化条件下进行的。Yang等[4]研发了高地应力高渗隧道突水模型试验系统,并以重庆西马隧道为研究对象，建立了三维流固耦合模型，通过监测应力、位移、渗流压力等的变化趋势，较为真实地模拟了突水发生的过程，但采用的是相似比材料和简化模型。……