深埋水工圆形隧洞塑性位移三剪统一解.pdf

《深埋水工圆形隧洞塑性位移三剪统一解.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３４卷第６期建筑科学与工程学报Vol．３４No．６２０１７年１１月JournalofArchitectureandCivilEngineeringNov．２０１７文章编号：１６７３-２０４９（２０１７）０６-００１１-１０深埋水工圆形隧洞塑性位移三剪统一解赵均海，吕美彤，张常光，姜志琳（长安大学建筑工程学院，陕西西安７１００６１）摘要：基于三剪统一强度准则和弹脆塑性模型，考虑中间主应力、渗流、剪胀、软化和塑性区弹性模量等因素的影响，推导了含有５种因素综合影响的水工圆形隧洞塑性区位移解析解；通过算例分析，得出了各参数对隧洞塑性区位移的影响规

2、律。结果表明：各参数取不同值时，位移解可退化为一系列解，参数值可根据具体工程进行合理选择，具有广泛的适用性；围岩剪胀特性对隧洞塑性区位移的影响显著，若不考虑其影响，将明显低估隧洞的变形以致工程设计偏于危险；考虑中间主应力的影响能发挥围岩的强度潜能，减少支护，节约工程造价；考虑渗流和软化特性对隧洞塑性区半径的影响可使塑性区范围更接近围岩真实的变形范围；塑性区弹性模量采用含有半径幂函数的表达式可充分考虑围岩受扰劣化后的应力重分布及爆破损伤等影响，更符合隧洞真实变形情况；该位移解为隧洞塑性区位移计算提供了理论依据，对工程设计有一定的参考价值。关键

3、词：深埋水工圆形隧洞；中间主应力；半径相关的弹性模量；脆性软化；剪胀特性中图分类号：TU４５７文献标志码：ATriple-shearUnifiedSolutionsofPlasticDisplacementforaDeepCircularHydraulicTunnelZHAOJun-hai，LUMei-tong，ZHANGChang-guang，JIANGZhi-lin（SchoolofCivilEngineering，Chang'anUniversity，Xi'an７１００６１，Shaanxi，China）Abstract：Basedon

4、thetriple-shearunifiedfailurecriterionandtheelastic-brittle-plasticmodel，takingtheintegratedinfluencesofintermediateprincipalstress，seepage，sheardilation，softening，elasticmodulusofplasticzoneintoaccount，theanalyticalsolutionofplasticzonedisplacementofhydraulictunnelwith５fa

5、ctorswasdeduced．Throughexampleanalysis，theinfluencelawofeachparameterontheplasticzonedisplacementoftunnelwasobtained．Theresultsshowthattheanalyticalsolutionhaswideapplicabilityandcanbedegeneratedintoaseriesofsolutionswhentheparametersaredifferent，theparametervaluescanberat

6、ionallychosenaccordingtothespecificproject．Thesheardilationcharacteristicsofsurroundingrockhavesignificantinfluenceonthedisplacementofplasticzoneintunnel，withoutconsideringtheinfluences，thedeformationoftunnelwillbeunderestimatedobviously，sothattheengineeringdesignwillbedan

7、gerous．Consideringtheinfluencesofintermediateprincipalstress，thepotentialstrengthofsurroundingrockcanbebroughtintoplay，thesupportcanbereduced，andtheengineeringcostcanbesaved．Consideringtheinfluenceofseepageandsofteningcharacteristicsontheradiusofplasticzone，theplasticzonec

8、anbeclosertothetruedeformation收稿日期：２０１７-０８-２１基金项目：国家自然科学基金项目（５１５０８０２８，４１２０２１９１）；中国博士后科学基金