原文地址：http://www.cas.cn/syky/202103/t20210322_4781761.shtml
大型地下工程中廣泛存在著多洞室結構，如水電廠房中的地下洞室群、礦山中地下巷道群。由于相鄰洞室之間的相互影響，多洞室結構的變形破壞行為較單個隧洞更為復雜，其整體與局部變形破壞模式多樣，而現有地下洞室（群）穩定性分析缺乏像邊坡穩定性系數一樣的定量評價方法，制約了地下洞室群優化布置與支護設計。
為此，中國科學院武漢巖土力學研究所科研人員針對大型地下工程中廣泛存在的多隧洞結構特點，通過3D打印技術制作了2種典型雙洞結構布局的物理模型，并在室內開展了針對雙隧洞物理模型的水平雙向側限豎向單向加載的超載試驗。試驗結果完整記錄了雙洞結構在單向超載工況下的變形破壞過程（圖1），并結合超載試驗過程加載曲線與雙洞內壁特征點位移曲線的變化關系揭示出平行雙隧洞結構整體失穩破壞的臨界位置處于平行雙洞中隔墻的塑性壓碎破壞區，非平行雙隧洞結構整體失穩破壞的臨界位置處于非平行雙洞斜向中隔墻的塑性剪切破壞區（圖2）。
基于試驗結果，研究人員進一步提出雙隧洞結構整體失穩破壞的穩定性系數定量計算方法，即在雙洞超載試驗結果與數值反分析交叉驗證失穩判據合理性的基礎上，建立了基于超載原理的地下多洞室結構整體穩定性區間[KL, KU]的計算方法（圖3），并應用于中國西部某水電站地下廠房洞室群的整體穩定性分析，展示了該方法的現實可行性和可操作性。該研究可為地下工程中洞室群的整體穩定性定量評價和支護設計優化提供科學依據。
研究相關多項成果已發表在Rock Mechanics and Rock Engineering上。研究工作得到國家自然科學基金等的資助。
圖1.雙隧洞物理模型的破壞演化圖
圖2.雙隧洞超載試驗結果
圖3.洞室群安全度區間計算方法
圖4.地下廠房洞群整體穩定性分析
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