›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (3): 717-722.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

弹塑性软化模型下隧洞围岩变形与支护压力分析

崔 岚,郑俊杰,章荣军,张 威   

  1. 华中科技大学 岩土与地下工程研究所,武汉 430074
  • 收稿日期:2013-01-09 出版日期:2014-03-10 发布日期:2014-03-19
  • 通讯作者: 郑俊杰,男,1967年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程与隧道工程方面的教学。E-mail: zhengjj@hust.edu.cn E-mail:cuilan@hust.edu.cn
  • 作者简介:崔岚,女,1989年生,博士研究生,研究方向为隧道工程的数值分析。
  • 基金资助:

    山西省交通厅科技建设项目(No.10-2-13)

Study of support pressure and surrounding rock deformation of a circular tunnel with an elastoplastic softening model

CUI Lan,ZHENG Jun-jie,ZHANG Rong-jun,ZHANG Wei   

  1. Institute of Geotechnical and Underground Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
  • Received:2013-01-09 Online:2014-03-10 Published:2014-03-19

摘要: 为深入探究岩体非线性软化应变特性对隧洞围岩力学行为的影响,提出了一种考虑软化系数的岩体弹塑性软化模型,并推导了圆形隧洞围岩应力-应变的求解方法。然后,通过将本文方法与Brown方法、换算后的Mohr-Coulomb屈服准则方法进行对比,验证了本文方法的合理性。最后,探究了软化系数对围岩变形及支护压力影响规律。结果表明:软化系数较大时,采用弹塑性软化模型与弹脆塑性模型算得结果基本相同;对围岩变形及稳定性起主要控制作用的是松动区域范围;控制塑性区域出现时的临界支护压力在数值上与弹塑性区域交界处径向应力是相等的。

关键词: 弹塑性软化模型, Hoek-Brown屈服准则, 软化系数, 围岩变形

Abstract: To provide an insight into the effect of the nonlinear strain-softening phenomenon on the mechanical behavior of the surrounding rock mass, an elastoplastic softening model considering softening coefficient is proposed. The approach for calculating the stress and strain states in the surrounding rock of a circular tunnel is presented. Then, by comparing with Brown’s method and converted Mohr-Coulomb failure criterion method, the proposed model is proved to be reasonable. Finally, effects of softening coefficient on the deformation behavior of surrounding rock and the support pressure are studied. The results show that: when the softening coefficient is relatively large, the result by the elasto-brittle-plastic model is basically identical to that by elastoplastic softening model; it is the radius of the loose region that mainly controls the deformation and stability of surrounding rock; the critical support pressure that controls the appearance of plastic region is equal to the radial stress at the elasticplastic boundary quantitatively.

Key words: elastoplastic softening model, Hoek-Brown failure criterion, softening coefficient, deformation of surrounding rock masses

中图分类号: 

  • TU456
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