隧道变形失稳的能量演化模型与破坏判据研究

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S2): 131-137.

隧道变形失稳的能量演化模型与破坏判据研究

刘镇^1，2，周翠英^1，2

1. 中山大学工学院，广州 510275；2. 中山大学岩土工程与信息技术研究中心，广州 510275

收稿日期:2010-06-13 出版日期:2010-12-10 发布日期:2011-01-12
通讯作者: 周翠英，女，1963年生，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土工程的教学与研究工作。 E-mail:zhoucy@mail.sysu.edu.cn
作者简介:刘镇，男，1982年生，博士，主要从事岩土工程研究。
基金资助:
国家自然科学基金重点项目（No.41030747）；国家自然科学基金面上项目（No.40672194）；国家863高技术计划项目（2007AA11Z112）；教育部博士学科点基金项目（No.20060558060，No.20090171110044）；广东省自然科学基金重点项目（No.06104932，No.013188）；广东省科技计划项目（No.2010A030200007）；广东省高层次人才计划项目，广州市科技支撑计划项目，中山大学后备重点课题（No.1132169）。

Research on failure criterion and energy evolution model of tunnel deformation instability

LIU Zhen ^{1, 2}, ZHOU Cui-ying ^{1, 2}

1. School of Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China; 2. Research Center of Geotechnical Engineering and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China

Received:2010-06-13 Online:2010-12-10 Published:2011-01-12

摘要/Abstract

摘要：

隧道变形失稳过程与破坏判据研究是地下工程的热点与难点之一。运用耗散结构理论，分析了隧道变形失稳的能量耗散过程与演化特征；结合热力学基本定律，研究了整个隧道系统的能量耗散机制，建立了隧道变形失稳的能量演化模型。在此基础上，分别给出了大数据量（≥3 000）与小数据量（<3 000）条件下稳定性演化过程的能量判别准则；根据隧道系统变形失稳演化各阶段特征，提出了其失稳破坏的能量判据。将研究成果应用于广州地铁某立体交叉隧道的稳定性分析，验证了该能量演化模型与判据的合理可靠性，其结果对隧道稳定性状态的判别具有一定指导意义。

关键词: 隧道, 变形失稳, 能量, 演化模型, 破坏判据

Abstract:

The research on failure criterion and evolution process of deformation instability of tunnels is one of the hot issues and difficulties in underground engineering field. Based on dissipative structure theory, energy dissipation process and evolution characteristics of tunnel are analyzed from excavation to unstable failure. The energy dissipation mechanism of whole tunnel system is analyzed by thermodynamics basic laws. An energy evolution model is also established. By combining the established model with the length of time sequence for general deformation monitoring data as well as the effective analysis of nonlinear dynamics, the energy criterion of the stability evolution process of the tunnel system is built separately under different data conditions (more than 3 000 and less than 3 000). According to unstable and failure features of every evolution stage of the tunnel system, the energy criterion is proposed. By applying this criterion to give a stability judgment of an overlapped tunnel in Guangzhou metro, its reasonability and reliability are verified. This research has a great significance for the stability judgment of tunnels.

Key words: tunnel, deformation instability, energy, evolution model, failure criterion

中图分类号:

U 455

刘镇，周翠英. 隧道变形失稳的能量演化模型与破坏判据研究[J]. , 2010, 31(S2): 131-137.

LIU Zhen, ZHOU Cui-ying. Research on failure criterion and energy evolution model of tunnel deformation instability[J]. , 2010, 31(S2): 131-137.

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[1]	魏纲, 张鑫海, 林心蓓, 华鑫欣, . 基坑开挖引起的旁侧盾构隧道横向受力变化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 635-644.
[2]	侯公羽, 谢冰冰, 韩育琛, 胡涛, 李子祥, 杨兴昆, 周天赐, 肖海林, . 分布埋入式光纤与隧道衬砌耦合性能试验及应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 714-726.
[3]	杨振兴, 陈健, 孙振川, 游永锋, 周建军, 吕乾乾, . 泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 501-508.
[4]	于丽, 吕城, 段儒禹, 王明年, . 考虑孔隙水压力及非线性Mohr-Coulomb破坏准则下浅埋土质隧道三维塌落机制的上限分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 194-204.
[5]	郑坤, 孟庆山, 汪稔, 余克服, . 珊瑚骨架灰岩三轴压缩声发射特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 205-213.
[6]	赵国彦, 李振阳, 吴浩, 王恩杰, 刘雷磊. 含非贯通裂隙砂岩的动力破坏特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 73-81.
[7]	章定文, 刘志祥, 沈国根, 鄂俊宇, . 超大直径浅埋盾构隧道土压力实测分析及其计算方法适用性评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 91-98.
[8]	李志成, 冯先导, 沈立龙, . 沉管隧道含垄沟卵石垫层变形特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 189-194.
[9]	翟明磊, 郭保华, 王辰霖, 焦峰, . 法向卸荷下贯通裂隙岩样压剪破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 217-223.
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[11]	陈舞, 张国华, 王浩, 钟国强, 王成汤, . 基于T-S模糊故障树的钻爆法施工隧道坍塌可能性评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 319-328.
[12]	丁智, 张霄, 金杰克, 王立忠, . 基坑全过程开挖及邻近地铁隧道变形实测分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 415-423.
[13]	许婧璟, 唐旭海, 刘泉声, 冯禹菲. 基于能量跟踪法研究岩石破碎对滚石运动轨迹的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 541-548.
[14]	陈舞, 张国华, 王浩, 陈礼彪, . 基于粗糙集条件信息熵的山岭隧道坍塌风险评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3549-3558.
[15]	陆晨凯, 孔纲强, 孙广超, 陈斌, 殷高翔, . 桩−筏基础中能量桩热−力耦合特性现场试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3569-3575.

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