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1、万方数据第29卷第4期岩石力学与工程学报V01.29No.42010年4月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringApril,2010基于Levy.Mises本构关系及Hoek—Brown屈服准则的轴对称圆巷理想弹塑性解侯公羽,牛晓松(中国矿业大学力学与建筑工程学院,北京_100083)摘要:采用增量型本构关系即Levy.Mises本构关系及Hoek-Brown屈服准则,对轴对称圆巷进行理想弹塑性条件下的理论求解。分别采用该求解公式、卡氏求解公式、基于Drucke
2、r-Prager屈服准则求解公式以及数值模拟(FLApD)试验等,对常规的工程实例进行计算,分析、研究不同求解公式计算结果的异同性。采用Levy—Mises本构关系及广义Hock-Brown屈服准则,进行理想弹塑性条件下的半解析半数值解求解。关键词I岩石力学;Levy.Mises本构关系:理想弹塑性解;Hock-Brown屈服准则;基于Drucker-Prager屈服准则的解中图分类号:Tu45文献标识码lA文章编号l1000—6915(2010)04—0765—13PERFECTELASToPLASTICS
3、oLUTIoNoFAXISYMMETRICCYLINDRICALCAVITYBASEDoNLEVY.MISESCoNSTITUTIVERELATIoNANDHoEl(.BROWNFAILURECRITERIoNHOUGongyu,NIUXiaosong(SchoolofMechanicsandCivilEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beifing100083,China)Abstract:Theoreticalsolutionofaxisym
4、metriccylindricalcavityunderperfectelastoplasticconditioniSaddressedbyadoptingtheLevy.MisesconstitutiverelationandHoek—Brownfailurecriterion.Theauthorscompletethecalculationofroutineengineeringexamplesadoptingthesolutionformula,solutionformulaofKastnerequat
5、ion,solutionformulabasedOilDrucker-Prageryieldcriterion,andnumericalsimulationexperiments(FLAC’’respectively.Moreover,theauthorsanalyzeandstudythesimilaritiesanddifferencesoftheresultscalculatedbydifferentsolutions.Intheend,semi—analyticalandsemi-numericals
6、olutionsunderperfectelastoplasticconditionareaddressedbyadoptingtheLevy-MisesconstitutiverelationandgeneralizedHock-Brownfailurecriterion.Keywordstrockmechanics;Levy-Misesconstitutiverelation;perfectelastoplasticsolution;Hock-Brownfailurecriterion:solutionb
7、asedonD—Pfailurecriterion1引言20世纪50,60年代,轴对称圆巷围岩的理想弹塑性分析解答——即著名的卡斯特纳方程(Kastnerequation)被推导出来了,该方程一直被业界沿用至今【1~61。然而,卡氏方程求解存在的不足和缺陷是不能忽略的:(1)对支护反力的力学处理存在理论缺陷且不具有工程实际意义。(2)没有考虑沿巷道轴向方向的应力分量匝。事实上,因为没有牧麓日期l2009—07—19;修回日期l2009—12—31基金项目t中央高校基本科研业务费资助项目作者筒介一蝴(1965—
8、1。男,博士,1986年毕业于西安矿业学院采矿系矿井建设专业,现任教授、博士生导师,主要从事岩土工程、岩石力学方面的教学与研究工作。E—mail:hgyht@126.gOITl;hgyht@sohu.conl万方数据·766·岩石力学与工程学报2010矩使用塑性本构关系,也无法对塑性区的正进行求解。(3)没有求解围岩开始屈服时的原岩应力阈值。根据侯公羽17瑚】的研究成果,巷道在开挖之后的瞬间就完成了
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