基于现场直剪试验和强度软化的围岩压力解析
2021-07-16卢永飞余云燕陈志敏
兰州交通大学学报 2021年3期
关键词:围岩
卢永飞,余云燕,陈志敏
(1. 兰州交通大学 土木工程学院,兰州 730070;2. 兰州交通大学 甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室,兰州 730070;3. 西北民族大学 土木工程学院,兰州 730030)
隧道开挖引起应力重分布,洞周附近出现应力集中,离开挖洞室较远处应力基本保持不变.高磊[1]将开挖前后应力变化大于5%的区域称为扰动区,变化小于5%的区域认为没有受到开挖影响,称为原岩.隧道扰动区的范围及其应力大小对隧道稳定性评估和支护方案设计有很重要的作用;李铀等[2]在应力场计算中采用了塑性力学折线理论,研究了圆形隧道扰动区和围岩的临界破坏深度,得出扰动区范围与外荷载的大小与作用形式、泊松比和埋深有关,有时会超过通常所认为的扰动区的大小是井巷尺寸的3~5倍这个论断;王凤云等[3]通过引入应变软化度对深埋圆形隧道围岩弹塑性进行了分析,得出弹塑性分界面处的围岩压力与软化度和支护力均无关,塑性区的半径与支护力关系密切,软化区与残余区的大小受软化度影响,软化度增大,软化区范围变大,相应的残余区范围变小;Alonso等[4]运用自相似解将应变软化围岩的特征曲线的偏微分方程转化成微分方程,但因其过程复杂没有得到普遍的推广;Lee等[5]就深埋软岩圆形隧道用一种有限差分法将洞周发生塑性变形的岩体按照径向应力增量相等划分为多个同心圆,再通过迭代求解;陈志敏[6]针对高地应力软岩现有本构关系不具有广泛代表性和卡斯特耐尔公式的不足问题,以原岩应力和隧道容许位移为出发点,推导了隧道形变压力改进计算公式;……
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