非关联流动准则对浅埋隧道稳定性影响的上限分析.pdf

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1、第29卷第12期2012年12月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVoL29No．12Dec．2012doi：10．3969／j．issn．1002-0268．2012．12．017非关联流动准则对浅埋隧道稳定性影响的上限分析赵炼恒1，孙秋红1’2，黄阜3，邹金锋1(I．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；2．中铁二十五局集团有限公司第二工程公司，湖南衡阳421000；3．长沙理工大学土木建筑学院，湖南长

2、沙410004)摘要：基于非关联流动准则和极限分析上限理论，通过构建浅埋隧道的简单破坏模式，推导了非关联流动准则下浅埋隧道围岩压力的计算公式。基于内外能耗守恒原理，结合强度折减技术对一定围岩压力下浅埋隧道稳定性进行了分析，并应用非线性优化方法，得出了浅埋隧道围岩压力和一定围岩压力下浅埋隧道稳定性上限解析的优化解答。研究结果表明：岩土材料的剪胀特性和国岩侧压力系数均对浅埋隧道和稳定性有较大影响，且岩土侧压力相关系数对浅埋隧道稳定性的影响程度更为显著。关键词：隧道工程；浅埋隧道；稳定性分析；上限定理；非

3、关联流动法则；破坏模式中图分类号：U451+．1文献标识码：A文章编号：1002一0268(2012)12-0101一06InfluencesofNon．associatedFlowRuleonShallowTunnelStabilityBasedonUpperBoundLimitAnalysisZHAOLianhen91，SUNQiuhon91”，HUANGFu3，ZOUJinfen91(1．SchoolofCidlEnloneering，CentralSouthUnive璐ity，Changsh

4、aHunan410075，China；2．TheSecondEngineeringCompany，ChinaRailwayTwenty-fifthEngineeringGroupCo．，Ltd．，HengyangHunan421000，China；3．SchoolofCidlEngineefingandArchitecture，Ch舳铲IlaUniversityofScienceandTechnology，ChangshaHunan410004，China)Abstract：Basedontheno

5、n—associatedflowruleandthetheoryofupperboundtheoremforlimitanalysis，theexpressionofsurroundingrockpressureforshallowtunnelundernon-associatedflowrulewasderivedwiththefabricatedsimplefailurepattem．Combiningwithstrengthreductiontechnique，thestabilityofsh

6、allowtunnelundercertainsurroundingrockpressurewasstudiedbasedoninternalconsumptionandexternalenergyconservationprinciple．Theoptimizedupperboundsolutionsofsurroundingrockpressureandthesafetyfactorforshallowtunnelwereobtainedbyusingthenon]inearoptimizati

7、onmethods．TheresultshowsthatIx,thdilatancyofgeomaterialandlateralpressurecoefficientofsurroundingrockhavesignificanteffectonthesurroundingrockpressureandstabihty，andthelateralpressurecoefficientisanimportantfactorforthestabilityofshallowtunnel．Keywords

8、：tunnelengineering；shallowtunnel；stabilityanalysis；upperboundtheorem；non—associatedflowrule；collapsemechanism。引言奎磊誉磊萎擎冀篱等警霉茎鬟美萋言蔷霎毒：鬟羞在隧道进出口地段、高山峡谷下穿、城市地铁、隧道失稳与围岩强度参数、工作面几何尺寸，隧道收稿日期：2012-04-03基金项目：国家自然科学基金项目(51078359)；中国博士后科学基金项目(201104