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非线性破坏准则下浅埋隧道掌子面三维被动稳定性能耗分析改进方法
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U45[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:中南大学土木工程学院,湖南长沙410075
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51478477); 湖南省交通厅科技项目(201217); 贵州省交通运输厅科技项目(2014–122–005)
中文摘要:

通过引入圆锥椭圆截交线计算公式,改进浅埋隧道掌子面三维被动破坏多椭圆锥体几何参数的计算方法。基于非线性破坏准则和极限分析上限法,推导浅埋隧道掌子面三维被动支护力的上限表达式,并进一步采用非线性规划程序优化计算获得了极限支护力最优上限解。通过对比分析,验证本文方法的可靠性;同时分析非线性抗剪强度参数对被动破坏极限支护力和破坏模式的影响,并绘制相应的破坏模式图。研究表明:被动破坏极限支护力与地面超载σs及地层容重γ大致呈线性变化,而与非线性参数m、量纲一化的参数c0/σt及超负荷比C/D呈非线性变化;非线性参数m、量纲一化的参数c0/σt和超负荷比C/D对破坏模式影响显著,而地面超载σs对破坏模式影响则较小。研究成果为隧道掌子面稳定性分析提供一种新思路,进一步完善了隧道掌子面稳定性评价体系。

英文摘要:

The method of calculating the geometric parameters of the three-dimensional passive failure elliptical cone of shallow tunnel face was improved through introducing the expression for the elliptical locus of the intersection between the cone and plane. The upper bound expression of the passive failure pressure on three-dimensional shallow tunnel face and the optimal upper bound solution of passive failure pressure were obtained based on the upper bound limit analysis and nonlinear failure criterion. Reliability of this method was verified by comparing with other results. The effect of non-linear shear strength parameters on pressure and failure modes was investigated. Besides,the figures of failure modes were drawn. The passive failure pressure changes basically linearly with the ground overload σs and soil density γ,but changes nonlinearly with the nonlinear parameters m,dimensionless parameter c0/σt and critical pressure ratio C/D. The failure modes were found to depend significantly on the nonlinear parameters m,dimensionless parameter c0/σt and critical pressure ratio C/D,but the ground overload σs had smaller effect on failure modes.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 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:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 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:75823