恒载作用下轴对称圆巷围岩的流变变形方程求解

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1、万方数据第32卷第2期岩土力学V01．32No．22011年2月RockandSoilMechanicsFeb．2011文章编号l1000--7598(2011)02--0341一06恒载作用下轴对称圆巷围岩的流变变形方程求解侯公羽，李晶晶，裘彬，张华栋，刘宏伟(中国矿业大学(北京)力学与建筑T程学院，北京100083)摘要：建立围岩．支护相互作用流变变形机制的数学力学模型是解决岩石地下工程支护问题的有效途径，其关键问题是，在围岩产生流变变形的过程中支护是如何对围岩进行作用的。根据基于Levy．Mises本构关系及D-P

2、屈服准则的轴对称圆巷的理想弹塑性解、一维蠕变曲线的等时曲线相似的假设以及三维流变试验结果，推导出了原岩应力和被动支护反力均为恒载，且巷道围岩为三维应力状态下的蠕变方程及轴对称圆巷围岩的非线性黏弹塑性流变变形计算公式。与前人的工作相比，文中推导的公式中含有对围岩流变变形起决定作用的2个参数，即原岩应力P。和岩石材料的单轴塑性屈服应力以，因此公式推导的理论基础更加完备、可信度更高。关键词：围岩流变变形；三维蠕变方程；有效应力；有效应变；蠕变柔量中图分类号lTU452文献标识码lASolvingequationofrheolo

3、gicaldeformationinaxisymmetricroundwellunderdeadloadHOUGong-nLIJing-jing，QIUBin，ZHANGHua-dong，LIUHong—wei(SchoolofMechanicsandCivilEllgim她ChinaUniversityofMiningandTechnology(Bering)，Beijing100083，China)Abstract：Settmgupthemathematicalmechanicalmodelofrheological

4、deformationmechanismundertheinteractionbetweensurroundingrockandsupportisanefficientwaytosolvethesupportproblemintheundergroundrockengineering．Howsupportaffectsitisthekeyproblemintheprocessofrheologicalbehaviorofsurroundingrock．Accordingtotheidealelastoplasticsol

5、utionofaxisymmetricroundwellbasedonLevy．MisesmodelandD．Pyieldcriterion,theassumptionthatallthetautochrenesofone．-dimensionalcreepcRrvesaresimilar,andtheresultsofthree—-dimensionalrheologicaltest,thecreepequationofthatprimaryrockstressandpassivesupportingforcearec

6、onstant；inthesametime，surroundingrockisunder3Dstressesisderived；andtheformulafortheologicaldeformationofnonlinearviscoelasticplasticityinaxisymmetricroundwellisalsoproposed．Comparingtotheworksmadebypreviousresearchers，therearetwoparametersintheformuladerived,init

7、ialrockstressPoandtheuniaxialplasticyieldstress以ofrock,whichplaydecisiverolesintheprocessofrheologicaldeformation，forthisreason,thetheoreticalfoundationoftheformuladerivedismorecompleteandcredible．Keywords：rheologicaldeformationofsurroundingrock；3D唧equation；effec

8、tivestress；effectivestrain；creepcompliance1引言岩石地下工程支护理论的核心问题是对围岩．支护相互作用机制的认识。文献[1】的分析、研究表明，在不考虑开挖面窄间效应的前提下，围岩的弹塑性变形在被开挖体被破碎的瞬间即发生并完成了，因此，在围岩的弹塑性变形发生和完成之前，支护结构无