›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (12): 3541-3547.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

强风化花岗岩弹塑性本构模型研究(Ⅱ):工程应用

陈卫忠1, 2，曹俊杰1，于洪丹1，贾善坡3，陈培帅1   

  1. 1.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071； 2.山东大学 岩土与结构工程中心，济南 250061；3.长江大学 城市建设学院，湖北 荆州 434023
  • 收稿日期:2010-08-04 出版日期:2011-12-10 发布日期:2011-12-13
  • 作者简介:陈卫忠，男，1968年生，博士，研究员，博士生导师，主要从事隧道及地下工程方面的教学与研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重大国际合作项目（No.50720135906）；国家自然科学基金（No.40772184）；交通运输部行业科技攻关项目资助。

Study of elastoplastic constitutive model of strongly weathered granite Ⅱ: Engineering application

CHEN Wei-zhong1, 2, CAO Jun-jie1, YU Hong-dan1, JIA Shan-po3, CHEN Pei-shuai1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. Geotechnical & Structural Engineering Research Center, Shandong University, Jinan 250061, China; 3. School of Urban Construction, Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434023, China
  • Received:2010-08-04 Online:2011-12-10 Published:2011-12-13

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摘要： 根据文献[1]优化反演得到隧址处强风化围岩应变硬化弹塑性本构模型的计算参数，通过数值仿真研究CRD法、双侧壁法和台阶法3种工法时围岩与支护结构的受力变形情况，结果表明，CRD法为最优工法。在此基础上，根据翔安隧道左线ZK8+257～ZK8+307段的现场实际施工情况，建立三维模型动态模拟隧道CRD法开挖支护全过程，并将计算的变形位移与现场实测数据进行对比分析。研究表明：提出的弹塑性硬化本构模型及其数值仿真技术可较好地反映强风化花岗岩隧道开挖过程中的变形和破坏规律。其研究成果可为衬砌结构设计以及国内同类型隧道的施工和衬砌支护技术设计提供可靠指导。

关键词: 海底隧道, 本构模型, 软弱围岩, 施工方法

Abstract: According to reference [1], calculation parameters of strain-hardening elastoplastic model in the strongly weathered granite region are obtained by back analysis. The CRD method, double-side-drift method and bench method are used to study the deformation behavior of the surrounding rock and support structure by the numerical simulation respectively. It is shown that the CRD method is the best method for undersea tunnel excavation after comparing the results. On this basis, considering the in-situ situation of section ZK8+257-ZK8 +307 of Xiamen undersea tunnel, a 3D numerical model is established to simulate the tunnel excavation process constructed by CRD method. Meanwhile, a comparative analysis between the calculation results and in-situ measurements is carried out. The results show that the numerical simulation technology as well as the strain-hardening elastoplastic model established here can well reflect the deformation behavior and damage rule of strongly weathered granite during Xiamen undersea tunnel excavation. The results can provide guidance for lining design, support technology and also tunnel construction for the same kind of tunnel construction.

Key words: subsea tunnel, constitutive model, weak surrounding rock, construction method

中图分类号: 

  • O 344.3
[1] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[2] 金青, 王艺霖, 崔新壮, 王成军 , 张珂, 刘正银, . 拉拔作用下土工合成材料在风化料-废弃轮胎 橡胶颗粒轻质土中的变形行为研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 408-418.
[3] 邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[4] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[5] 何鹏飞, 马巍, 穆彦虎, 黄永庭, 董建华, . 黄土−砂浆块界面剪切特性试验及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 82-90.
[6] 刘斯宏, 沈超敏, 毛航宇, 孙 屹. 堆石料状态相关弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2891-2898.
[7] 张超, 杨期君, 曹文贵. 考虑峰值后区应力跌落速率的 脆岩损伤本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3099-3106.
[8] 张凌凯, 王睿, 张建民, 唐新军, . 考虑颗粒破碎效应的堆石料静动力本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2547-2554.
[9] 汪俊敏, 熊勇林, 杨骐莱, 桑琴扬, 黄强. 不饱和土动弹塑性本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2323-2331.
[10] 汪 杰, 宋卫东, 谭玉叶, 付建新, 曹 帅, . 水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1731-1739.
[11] 孙逸飞, 陈 成, . 无状态变量的状态依赖剪胀方程及其本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1813-1822.
[12] 杨骐莱, 熊勇林, 张 升, 刘干斌, 郑荣跃, 张 锋, . 考虑温度影响的软岩弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1898-1906.
[13] 李修磊, 李金凤, 施建勇, . 考虑纤维加筋作用的城市生活 垃圾土弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1916-1924.
[14] 张坤勇, 臧振君, 李 威, 文德宝, Charkley Frederick Nai, . 土体三维卸荷弹塑性模型及其试验验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1313-1323.
[15] 方瑾瑾, 冯以鑫, 赵伟龙, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 517-528.
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[1] 贾宇峰，迟世春，林 皋. 考虑颗粒破碎的粗粒土剪胀性统一本构模型[J]. , 2010, 31(5): 1381 -1388 .
[2] 赵彦旭，张虎元，吕擎峰，梁晓波. 压实黄土非饱和渗透系数试验研究[J]. , 2010, 31(6): 1809 -1812 .
[3] 许四法，王国才，王 哲. 温度和填埋高度引起的垃圾填埋场边坡部土工膜张拉力评价[J]. , 2010, 31(10): 3120 -3124 .
[4] 童 磊，谢康和，程永锋，卢萌盟，王 坤. 考虑椭圆化地层变形影响的浅埋隧道弹性解[J]. , 2009, 30(2): 393 -398 .
[5] 冯文凯，何 川，石豫川，鲍立新. 复杂巨型滑坡形成机制三维离散元模拟分析[J]. , 2009, 30(4): 1122 -1126 .
[6] 刘 晓，唐辉明，刘 瑜. 基于集对分析的滑坡变形动态建模研究[J]. , 2009, 30(8): 2371 -2378 .
[7] 司 鹄，谢延明，杨春和. 磨料水射流作用下岩石损伤场的数值模拟[J]. , 2011, 32(3): 935 -940 .
[8] 高 杰，尚岳全，孙红月，王智磊. CCD微变形监测技术在边坡远程监控中的应用[J]. , 2011, 32(4): 1269 -1272 .
[9] 朱志华 ，刘 涛 ，单红仙. 土岩结合条件下深基坑支护方式研究[J]. , 2011, 32(S1): 619 -0623 .
[10] 潘 华，陈国兴. 动态围压下空心圆柱扭剪仪模拟主应力轴旋转应力路径能力分析[J]. , 2011, 32(6): 1701 -1706 .
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