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隧道建设（中英文） ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (1): 85-97.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.01.006
廖景1， 李萧翰1, 2, 3, *， 朱哲明2， 李晓军3， 袁泉1
1. 广州地铁设计研究院股份有限公司， 广东 广州 510010； 2. 四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室， 四川 成都 610065； 3. 同济大学土木工程学院， 上海 200092）
Dynamic Response of Tunnel and Fracture Behavior of Surrounding Rocks in Composite Strata Under Impact Loads
LIAO Jing1, LI Xiaohan1, 2, 3, *, ZHU Zheming2, LI Xiaojun3, YUAN Quan1
(1. Guangzhou Metro Design & Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510010, Guangdong, China; 2. MOE Key Laboratory of Deep Underground Science and Engineering, College of Architecture and Environment, Sichuan University, Chengdu 610065, Sichuan, China; 3. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)
摘要： 为减少动载荷作用下的隧道裂损，解决软硬复合地层中隧道力学响应复杂与裂纹扩展规律尚不明确的问题，利用含圆形孔洞的软硬岩组合隧道模型试样，进行霍普金森压杆（SHPB）冲击试验，结合基于数字图像相关技术的动态变形测试系统进行试验，获得不同软-硬岩界面角度（软-硬岩交界面与应力波入射方向夹角）下隧道周边应变演化进程，以及隧道围岩起裂、裂纹发展规律和破坏特征。研究结果表明： 1）随着软-硬岩界面角度的增加，试样动态抗压强度呈现出“先增加、后减小、再增大”的变化趋势，软-硬岩界面角度为60°时试样动态抗压强度最低。2）软-硬岩界面角度对隧道围岩破裂具有较大影响，不同角度下隧道围岩出现4种类型的裂纹，①沿软-硬岩界面扩展的裂纹； ②起源于隧道左侧帮、沿应力波传播方向扩展的裂纹； ③起源于隧道底板、沿应力波传播方向扩展的裂纹； ④与软-硬岩界面裂纹搭接、沿应力波传播方向扩展的裂纹。3）软-硬岩界面角度不同时，宏观裂纹受到不同的拉伸、剪切作用，最终导致隧道围岩破坏。不同角度下隧道围岩均产生沿软-硬岩界面扩展的裂纹，界面处需考虑加强支护。
