›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (10): 2837-2846.doi: 10.16285/j.rsm.2015.10.013
许 渊,李 亮,邹金锋,袁 臻
XU Yuan, LI Liang, ZOU Jin-feng, YUAN Zhen
摘要: 为了研究渗透水压力和轴向应力共同作用时隧道围岩的应力和位移变化趋势,将圆形隧道简化为轴对称模型,假定渗透场以渗透体积力作用在原应力场,以围岩开挖断面为假定平面,引入垂直于该平面的轴向应力。基于广义Hoek-Brown强度准则和非关联流动法则,推导出考虑轴向应力和渗透场共同作用时弹-脆-塑性围岩的应力和位移非线性解,采用数值算例分析了轴向应力和渗透力共同作用时隧道围岩塑性区应力场和位移场的分布规律。计算结果表明:与无渗透水压力作用下的模型相比,渗透力作用使得围岩塑性区各点位移增大,并且内外水头差越大,位移增大越明显。当轴向应力为中主应力时,围岩塑性区半径和塑性区各点应力增大,轴向应力为大主应力和小主应力时,围岩塑性区半径和塑性区应力变化较小。因此,渗透力的存在不利于隧道围岩的稳定性,并且轴向应力的大小对于富水地区隧道围岩的应力和位移分布具有较大影响。在施工设计时考虑渗透力以及轴向应力的共同影响对于保证隧道围岩稳定性具有重要意义。
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[1] | 夏才初, 刘宇鹏, 吴福宝, 徐 晨, 邓云纲, . 基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1638-1648. |
[2] | 尹晓萌, 晏鄂川, 刘旭耀, 李兴明, . 土体稳定性计算中地下水作用力探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 156-164. |
[3] | 杨公标, 张成平, 闵 博, 蔡 义, . 浅埋含空洞地层圆形隧道开挖引起的位移 复变函数弹性解[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 25-36. |
[4] | 张丙强, 王启云, 卢晓颖, . 软土地层浅埋圆形隧道非达西渗流场解析研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4377-4384. |
[5] | 郁邦永 ,陈占清,吴疆宇,李 樯,丁其乐,. 饱和级配破碎泥岩压实与粒度分布分形特征试验研究[J]. , 2016, 37(7): 1887-1894. |
[6] | 蒋中明 ,龙 芳 ,熊小虎 ,冯树荣 ,钟辉亚,. 边坡稳定性分析中的渗透力计算方法考证[J]. , 2015, 36(9): 2478-2486. |
[7] | 王水林,郑 宏,刘泉声,郭明伟,葛修润. 应变软化岩体分析原理及其应用[J]. , 2014, 35(3): 609-621. |
[8] | 卞跃威 ,夏才初 ,肖维民 ,张国柱 . 考虑围岩软化特性和应力释放的圆形隧道黏弹塑性解[J]. , 2013, 34(1): 211-220. |
[9] | 赵洪宝,王家臣. 卸围压时含瓦斯煤力学性质演化规律试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 270-274. |
[10] | 顾士坦 ,施建勇 ,王春秋 ,谭云亮. 劲性搅拌桩芯桩荷载传递规律理论研究[J]. , 2011, 32(8): 2473-2478. |
[11] | 单仁亮,周纪军,夏 宇,孔祥松,常力夫,徐 成. 粘结式锚杆在爆炸动载下轴向应力分布研究[J]. , 2011, 32(10): 2965-2971. |
[12] | 高 健,张义同. 考虑盾构掘进速度的隧道掘进面稳定性分析[J]. , 2010, 31(7): 2232-2237. |
[13] | 王水林,吴振君,李春光,汤 华. 应变软化模拟与圆形隧道衬砌分析[J]. , 2010, 31(6): 1929-1936. |
[14] | 马占国,缪协兴,陈占清,李玉寿. 破碎煤体渗透特性的试验研究[J]. , 2009, 30(4): 985-988. |
[15] | 毛昶熙,段祥宝,吴良骥. 砂砾土各级颗粒的管涌临界坡降研究[J]. , 2009, 30(12): 3705-3709. |
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