隧道及地下工程围岩的屈服接近度分析

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1、第24卷第17期岩石力学与工程学报Vol.24No.172005年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.，2005隧道及地下工程围岩的屈服接近度分析111，22周辉，张传庆，冯夏庭，茹忠亮(1.中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北武汉430071；2.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004)摘要：根据围岩中接近屈服面区域的安全程度的差异，对非塑性区的危险程度进行定量研究具有重要的理论意义和工程应用价值。通过分析Mohr-Coulomb准则以及其他屈服准则在主应力空间中非屈服应力点和屈服面的关系，

2、在经典塑性理论框架内定义了屈服接近度指标，并建立了相应于各种不同类型的屈服准则的屈服接近度求解函数。通过对一受单断层影响的城门洞形隧道算例的分析，表明破坏接近度的定义是合理的，这一分析方法可以使得工程师以定量的概念来把握和判断围岩中不同区域的危险性程度，便于相互比较和相似工程间的比较，对于分析隧道及地下工程围岩破坏区的演化及安全度评价具有重要的实用价值。关键词：地下工程；隧道；围岩稳定性分析；屈服准则中图分类号：U451文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)17–3083–05ANALYSISOFROCKMASSSTABILITYINTUNNELA

3、NDUNDERGROUNDENGINEERINGBASEDONYIELDAPPROACHINDEX111，22ZHOUHui，ZHANGChuan-qing，FENGXia-ting，RUZhong-liang(1.InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430071，China；2.SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China)Abstract：Inmanycase

4、s，itisnecessarytorealizetheimportanceofthestabilitydiscrepancyamongthepointswhichareallclosetotheyieldstateintheprincipalstressesspace.SotheYAI(yieldapproachindex)conceptispresented，whichdenotestheyieldapproachdegreeorthedifferenceofthestabilityofsomepointsintheHaigh-Westergaardspacec

5、omparedwiththerelativesafepoint；andthemethodandruleareprovidedforthechoiceofrelativesafepoint.Thewholeanalysisislimitedintheframeofplastictheory.Thisconceptallowsthepossibilityofdescribingthestabilitystateandtheprogressingtransitionbetweenstabilityandinstabilitystateofeachelementorpoi

6、nt.Soevolutionofthestabilitystateofsurroundingrockmassintheprocessofloadingcanbesimulated.TheyieldapproachfunctionisderivedoutbasedontheMohr-Coulombyieldcriterion.Finally，acasestudyispresentedtowhichYAIisapplied.Keywords：undergroundengineering；tunnel；stabilityanalysisofsurroundingrock

7、；yieldcriterion个状态恶化直至破坏的过程中，需要不断地根据应1引言力或变形信息来评价围岩的稳定性状态。关于这方面的研究，前人做出了大量的卓有成隧道及地下工程的围岩安全性评价所关注的效的工作，如围岩稳定性分类分区方法、基于强度是围岩中破坏区和危险区的范围、深度、形成的机的应力判别准则和基于变形的临界应变或位移判别[1][2]理以及危险性状态在施工过程中的演化特性。在这准则，另外，还有位移速率判别法及能量法等。收稿日期：2005–02–24；修回日期：2005–06–01基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412708)；国家自

8、然科学基金