考虑渗流影响的幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩弹塑性新解

摘要：

合理的强度准则在幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩弹塑性分析中十分重要.为了得到适合该模型的强度准则,首先对4种常用岩土材料强度准则进行归纳总结,进而得到平面应变统一线性方程;然后考虑渗流影响,推导了幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩处于塑性区、幂强化区时的应力、位移及塑性区半径的统一解;最后探讨了强度理论效应、幂强化参数和孔隙水压力对圆形隧洞围岩弹塑性分析的影响.研究结果表明:圆形隧洞围岩强度理论效应显著,经与有限元分析对比,应推荐使用Mogi-Coulomb准则、统一强度理论(b=1/2,c=0)准则、统一强度理论(b=1,c=0)准则;其次可使用内接圆DP2准则、等面积圆DP4准则,不建议使用内切圆DP3准则、Mo-hr-Coulomb准则,谨慎使用外接圆DP1准则、统一强度理论(b=1,c=1)准则;幂强化参数中幂强化系数m值对塑性区半径无影响,而塑性区位移随m值减小而增大,围岩塑性区半径和位移均随幂强化指数n值增大而增大;塑性区半径、径向应力和切向应力峰值均随孔隙水压力增大而增大.研究结果可为应变强化效应较强的圆形隧洞围岩支护设计提供重要的理论依据.

关键词：圆形隧洞围岩、强度准则、渗流、幂强化-理想塑性模型、幂强化参数

所属期刊栏目：38

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金50678025

在线出版日期：2021-07-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：102-108,114