唐小富, 莫林辉, 谢文祥



受水压作用下隧道围岩压力的非线性上限分析

唐小富*, 莫林辉, 谢文祥

(湖南省永龙高速公路建设开发有限公司,湖南 永顺, 416700)

针对浅埋隧道, 在非线性破坏准则下, 根据虚功率原理求解了围岩压力的上限解, 并分析了不同因素对围岩压力的影响. 研究结果表明: 岩土材料破坏准则的非线性、地表荷载、孔隙水以及埋深对浅埋隧道的围岩压力都有较大的影响, 尤其是决定岩土材料抗剪强度参数的非线性系数; 另外, 侧压力系数较小时, 边墙的围岩压力较小, 而顶部的围岩压力却很大, 则此时需要注意和加强浅埋隧道顶部的支护措施, 防止发生冒顶事故.

浅埋隧道; 非线性破坏准则; 极限分析; 围岩压力

围岩压力的确定直接关系到浅埋隧道支护的设计以及稳定性的分析. 目前, 关于围岩压力的计算方法主要是极限平衡法, 如公路隧道设计规范. 但是, 由于极限平衡法并没有考虑到土体的本构关系, 再加上工程地质条件的复杂性, 因此, 对于复杂的地质条件, 想通过极限平衡法来得到围岩压力的准确解具有一定的困难. 而极限分析法却刚好弥补了这一缺陷, 即考虑了土体的本构关系, 从能量的角度出发, 并且还可以结合复杂的地质条件去研究工程的稳定性[1]. 于是, 极限分析法得到了广泛的应用, 尤其是关于边坡的稳定性问题. 最近, 一些学者将极限分析法应用到隧道工程中, 伍良波等[2]针对浅埋隧道……