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考虑岩体本构及结构尺度效应的地下洞室模型有限元分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2012
  • 页码:262-267
  • 分类:TU457[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,武汉430071, [2]西南交通大学土木工程学院,成都610031
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(No.2010CB732101);国家自然科学基金资助项目(No.51079145).
  • 相关项目:遍有节理岩体的双重孔隙—裂隙介质中热—水—应力—迁移耦合模型与数值模拟
中文摘要:

对于地下洞室围岩稳定而言,存在两种尺度效应:一是本构尺度效应,二是结构尺度效应。在地下洞室模型的有限元分析中考察了两种尺度效应的作用。拟定了两种工况:①围岩中任一点的力学性质是该点到洞室中心距离的负幂函数,洞室由小到大,即同时考虑本构尺度效应和结构尺度效应;②围岩的力学性质一定,洞室由小到大,即只考虑结构尺度效应。对两种工况进行了平面应变弹塑性计算,分析了围岩中的应力、位移、及塑性区。从研究结果可知:当考虑岩体力学性质的尺度效应时,洞室围岩中的位移及塑性区均较小;而应力值较高,而不考虑岩体力学性质的尺度效应时的情况与之相反。

英文摘要:

The authors think that there exist two kinds of size effects for the stability of surrounding rock mass of an underground opening; namely they are the constitutive size effect and the structural size effect. As a tentative inquiry, the authors try to investigate the actions of the two kinds of size effects in the finite element analysis (FEA) for an underground opening model. So two cases are assumed: the first one, the mechanical properties at any point in surrounding rock mass are the negative power functions of distance between the point and the opening center; and the opening span changes from small to large, that is, the constitutive size effect and the structural size effects are considered simultaneously; the second one, the mechanical properties of surrounding rock mass are constants, but the opening span changes from small to large; that is, only the structural size effect is considered. The elastoplastic calculations under a plane-strain condition are carried out for the two cases; and the stresses, displacements and plastic zones in the surrounding rock mass are analyzed. The results show that: the displacements and plastic zones in the the surrounding rock mass are smaller; and the stresses are comparatively large, considering the constitutive size effect of the mechanical properties; but the situation of without considering the constitutive size effect is the other way round.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873