应变软化弹塑性岩体中TBM施工过程围岩力学状态的理论分析

摘要：

针对深埋圆形隧洞TBM施工过程,综合考虑纵向推进和双层衬砌构筑过程,对围岩-衬砌进行耦合分析,得到应变软化弹塑性岩体在不同时刻施加衬砌时的应力、位移、软化区和破裂区半径的解析解,并给出带衬砌问题围岩达到软化和出现破裂的判据.推导中同时考虑了岩体在软化阶段和残余强度阶段的体积扩容.通过算例分析初衬和二衬施加时刻对围岩位移、软化区和破裂区范围以及围岩压力的影响,讨论了荷载在两层衬砌间的分担演化规律.分析表明,算例中TBM推进至3倍洞径时施加二衬,则二衬阶段产生的位移可控制在总位移的6％以内;衬砌间的作用力对二衬施加时刻较为敏感,而衬砌对围岩的支护力将受初衬和二衬施加时间的共同影响.根据提出的解答,可以进行TBM推进速度、衬砌几何和材料参数及最佳支护时机的初步设计,并预测隧洞施工中位移、应力的时程变化.

关键词：隧道工程、TBM施工、应变软化、弹塑性、解析解

所属期刊栏目：35

分类号：U45(隧道工程)

在线出版日期：2016-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：356-368