考慮軸向力時圓形隧道圍巖穩(wěn)定性線性與非線性分析.pdf

1、在進行應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的理論研究時，地下工程通常被簡化為無限各向同性均勻巖土介質(zhì)中靜水壓力作用下圓形截面隧洞的平面應(yīng)變問題。目前的大多數(shù)研究假定平面外應(yīng)力為中主應(yīng)力，不考慮平面外應(yīng)力對隧道圍巖應(yīng)力位移的影響，這顯然不滿足復(fù)雜地應(yīng)力條件下工程實際的要求。本文基于圓形隧道平面應(yīng)變問題，在廣義非線性Hoek-Brown強度準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，對地下洞室開挖過程中的應(yīng)力和位移進行彈塑性分析;基于巖石的彈-脆-塑性模型和非相關(guān)聯(lián)流動法則，研究軸向地應(yīng)力作用

2、下隧道應(yīng)力、位移及塑性區(qū)半徑的非線性理論解，并通過簡化獲得理想彈塑性模型下的相應(yīng)理論解;考慮巖體的應(yīng)變軟化特性，建立考慮軸向應(yīng)力作用下軟化圍巖的應(yīng)力與位移的線性和非線性數(shù)值解。取得了如下主要成果:
　　(1)基于廣義Hoek-Brown屈服準(zhǔn)則，建立了考慮滲透水壓力下的柱孔和球孔硐室圍巖的應(yīng)力、位移和塑性區(qū)半徑的解。理論成果具有一定的工程實用價值。
　　(2)基于廣義Hoek-Brown強度準(zhǔn)則和非相關(guān)聯(lián)流動準(zhǔn)則，考慮軸向地

3、應(yīng)力作用，建立了彈-脆-塑性圍巖的應(yīng)力、位移及塑性區(qū)半徑的理論解。將該理論解中的殘余強度值用巖體的峰值強度值替換，獲得了基于廣義非線性Hoek-Brown強度準(zhǔn)則并考慮軸向地應(yīng)力作用下理想彈塑性圍巖的應(yīng)力、位移及塑性區(qū)半徑的理論解。采用強度參數(shù)等效轉(zhuǎn)換技術(shù)和Wang(2012)的理論方法，驗證了本文理論的正確性和可靠性。
　　(3)構(gòu)建了考慮軸向力作用下軟化圍巖應(yīng)力應(yīng)變特性的逐步求解方法，基于Mohr-Coulomb和廣義Hoek