【摘 要】
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随着我国铁路隧道的大量兴建，建设者们遇到了各种复杂多变的地质条件，并采取了相应的隧道修建方法。其中针对软弱围岩隧道，国内大多采用台阶法和分部开挖法等施工方法，这些方法虽
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随着我国铁路隧道的大量兴建，建设者们遇到了各种复杂多变的地质条件，并采取了相应的隧道修建方法。其中针对软弱围岩隧道，国内大多采用台阶法和分部开挖法等施工方法，这些方法虽然有效减小了开挖面尺寸，利于保证隧道施工过程中的稳定，但其会对围岩造成多次扰动并且施工工序多、组织困难，工期长，因而具有无法克服的缺点。而少分部甚至全断面开挖方法因为具有作业空间大，干扰小、能充分利用机械以及工序少、便于组织管理等优点，是以后软岩隧道施工的发展趋势。但采用全断面施工方法会导致隧道开挖面过大而容易造成隧道尤其是掌子面坍塌失稳，给工程施工带来极大困难。本文以V级围岩双线铁路隧道为工程背景，通过相似模型试验和数值仿真模拟相结合的方法对隧道全断面开挖三维力学响应及掌子面失稳破坏的形态和机理进行深入分析和研究。(1)结合东科岭全风化花岗岩隧道的地层情况，根据相似材料选取原则，开展相似材料正交配比试验，为东科岭全风化花岗岩隧道研制出了符合相似条件的地层相似材料，为模型试验奠定了基础。(2)为研究隧道全断面开挖三维力学响应，进行了模型隧道的正常开挖试验，分析了隧道开挖过程中洞周及围岩内部和掌子面前方岩体的位移及应力的变化规律。(3)为研究隧道失稳形态和机理，进行了模型隧道超载试验，分析了隧道失稳过程中洞周及掌子面变形发展规律，总结出掌子面失稳破坏的极限位移，并记录了隧道失稳的形态。(4)针对模型试验过程进行了数值仿真模拟，并与模型试验结果进行了对比验证。
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