【摘要】：考慮圍巖的非線性特性,采用雙極坐標系研究彈塑性半無限空間內淺埋隧道圍巖應力分布和塑性區域。在連續、均勻和各項同性的無限半空間下建立淺埋隧道開挖模型,圍巖求解問題可當作半無限平面問題,并且將平面依據雙極坐標曲線劃分。在地表均布荷載和隧道徑向支護力作用下,基于廣義Hoek-Brown強度準則推導出半無限空間內水平圓形隧道圍巖的彈塑性應力解析解以及塑性半徑、塑性區域范圍和隧道臨界支護力計算方法。最后,通過數值計算,分析地質強度指標、內部支護力、地表荷載和隧道埋深的變化對淺埋隧道圍巖的塑性半徑、塑性區域形狀和應力分布的影響規律。通過與其他基于線性強度準則下的應力計算方法進行對比,驗證本文方法的有效性。之后的結果顯示,兩種準則計算結果差距十分小。
[Abstract]:Considering the nonlinear characteristics of surrounding rock, the stress distribution and plastic region of surrounding rock of shallow buried tunnel in elastic-plastic semi-infinite space are studied in bipolar coordinate system. In this paper, the excavation model of shallow tunnel is established in continuous, uniform and homogeneous infinite half-space. The surrounding rock can be solved as a semi-infinite plane problem, and the plane can be divided according to the bipolar coordinate curve. Based on the generalized Hoek-Brown strength criterion, the elastic-plastic stress analytical solution and plastic radius of surrounding rock of horizontal circular tunnel in semi-infinite space are derived under the action of uniform surface load and radial support force. The method of calculating the plastic region and the critical support force of the tunnel. Finally, the influence of geological strength index, internal support force, surface load and tunnel depth on the plastic radius, shape of plastic region and stress distribution of shallow tunnel surrounding rock are analyzed by numerical calculation. Compared with other stress calculation methods based on linear strength criterion, the effectiveness of this method is verified. The results show that the difference between the two criteria is very small.
【作者單位】： 中鐵十七局集團第一工程有限公司;中南大學土木工程學院;貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司;
【基金】：貴州省交通運輸廳科技項目(2015122046)~~
【分類號】：U451.2

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本文編號：2359559