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考虑轴向力时圆形隧道围岩稳定性线性与非线性分析
| 论文题名： | 考虑轴向力时圆形隧道围岩稳定性线性与非线性分析 |
| 关键词： | 地下工程;圆形隧道;围岩稳定性;数值分析 |
| 摘要： | 在进行应力应变状态的理论研究时，地下工程通常被简化为无限各向同性均匀岩土介质中静水压力作用下圆形截面隧洞的平面应变问题。目前的大多数研究假定平面外应力为中主应力，不考虑平面外应力对隧道围岩应力位移的影响，这显然不满足复杂地应力条件下工程实际的要求。本文基于圆形隧道平面应变问题，在广义非线性Hoek-Brown强度准则的基础上，对地下洞室开挖过程中的应力和位移进行弹塑性分析;基于岩石的弹-脆-塑性模型和非相关联流动法则，研究轴向地应力作用下隧道应力、位移及塑性区半径的非线性理论解，并通过简化获得理想弹塑性模型下的相应理论解;考虑岩体的应变软化特性，建立考虑轴向应力作用下软化围岩的应力与位移的线性和非线性数值解。取得了如下主要成果: (1)基于广义Hoek-Brown屈服准则，建立了考虑渗透水压力下的柱孔和球孔硐室围岩的应力、位移和塑性区半径的解。理论成果具有一定的工程实用价值。 (2)基于广义Hoek-Brown强度准则和非相关联流动准则，考虑轴向地应力作用，建立了弹-脆-塑性围岩的应力、位移及塑性区半径的理论解。将该理论解中的残余强度值用岩体的峰值强度值替换，获得了基于广义非线性Hoek-Brown强度准则并考虑轴向地应力作用下理想弹塑性围岩的应力、位移及塑性区半径的理论解。采用强度参数等效转换技术和Wang(2012)的理论方法，验证了本文理论的正确性和可靠性。 (3)构建了考虑轴向力作用下软化围岩应力应变特性的逐步求解方法，基于Mohr-Coulomb和广义Hoek-Brown强度准则，建立了考虑轴向应力作用下软化围岩的应力与位移的数值解。 |
| 作者： | 张勇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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