实验概况：由于隧道工程开展缩尺物理模型试验存在尺寸效应明显、相似条件难以满足、相似材料配置困难且成本很高等问题，有必要采用计算机模拟的方法开展隧道施工力学行为的虚拟实验。本实验利用自主开发的网络用户界面，由学生输入岩土体物理力学参数和隧道结构参数，生成计算命令流后，在ANSYS、FLAC等数值分析软件的支持下，模拟隧道开挖产生的应力重分布和岩土体变形，展示隧道施工力学行为特征。

实验目标：通过实验使学生了解隧道开挖和支护行为对围岩应力场的扰动现象，掌握初始应力场、二次应力场的基本概念，了解典型工况下应力重分布和岩土体变形的规律，帮助学生理解影响围岩稳定的主要影响因素；

实验功能：初始应力状态可以根据需要设置为对称和偏压状态，量值可调；岩土体的主要物理力学参数可调，并包含几种常用的本构模型；隧道几何尺寸可以按需要设定。

教学效果：加深了学生对隧道施工过程及其扰动效应的理解，增强了教学的生动性和直观性。

图30 偏压连拱隧道施工过程中的岩体位移变化过程（矢量分析）