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

发布时间：2017-10-17 08:35

  本文关键词：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

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【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。
【作者单位】： 同济大学土木工程防灾国家重点实验室;同济大学航空航天与力学学院;江苏中南建设集团;同济大学地下建筑与工程系;
【关键词】： 隧道工程 TBM施工 应变软化 弹塑性 解析解
【基金】：国家自然科学基金资助项目(11572228) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046901) 同济大学土木工程防灾国家重点实验室自主课题(SLDRCE14 B 11)~~
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言某些交通、水工隧道和矿山深井巷道处于深部地层,TBM施工时洞口岩石在高围压作用下普遍达到塑性。深埋隧洞所受水平与垂直地应力趋近,针对此情况下圆形隧洞的弹塑性分析是地下工程一个经典问题。地下隧洞为先受力后开挖。断面开挖后将立即或一段时间后施加衬砌以维护围岩

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9 殷有泉,张宏;模拟地震的应变软化的数学模型[J];地球物理学报;1982年05期

10 严更，，丁方明;非局部应变软化破坏模型中的权函数[J];重庆建筑工程学院学报;1995年01期

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4 郭瑞平;李广信;阪上最一;;土应变软化性状的弹塑性模拟[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年

5 徐嘉谟;;等距性断裂形成条件和机理的研究[A];岩石力学在工程中的应用——第二次全国岩石力学与工程学术会议论文集[C];1989年

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本文编号：1047832