深埋圆形富水隧道应力与位移的弹塑性解（英文）
本文选题：深埋隧道 切入点：渗流力 出处：《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》2014年06期 论文类型：期刊论文
【摘要】：研究目的:推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。创新要点:基于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr-Coulomb屈服条件,推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解,并采用FLAC3D有限差分程序验证了其正确性。研究方法:通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型(图1),然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道围岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式,并通过数值模拟程序(图2)验证了推导公式的正确性。重要结论:基于前人研究基础,推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解,并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计,如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律,另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。
[Abstract]:Objective: to derive the elastic-plastic analytical solution of stress field and displacement field distribution in deep buried circular water-rich tunnel. The main points of innovation are based on the Ram-solution of uniform pressure on thick walled cylinder in elastic mechanics and Mohr-Coulomb yield condition. The elastoplastic solution of deep buried tunnel with lining considering seepage and stress release is derived. The FLAC3D finite difference program is used to verify its correctness. Research methods: an analytical model of deep buried circular tunnel with lining considering seepage and stress release is established by theoretical analysis (fig. 1), and then based on Mohr-Coulomb yield is derived. The seepage field of surrounding rock and lining of tunnel based on Criterion, The elastic-plastic analytical formula for calculating displacement field and stress field is verified by numerical simulation program (Fig. 2). A theoretical analytical solution for the distribution of stress and displacement field in a deep buried water-rich tunnel is derived, and its correctness is verified by numerical simulation. On the one hand, the analytical solution can be used in the pre-design of a deep-buried high-head tunnel. For example, the distribution of water pressure, stress field and displacement field around the tunnel can be predicted. On the other hand, it can be used to check the correctness of large complex numerical model.
【作者单位】： Key
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(No.51308012) the Beijing Natural Science Foundation(No.3144026),China
【分类号】：U451
【参考文献】
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3 李宗利,任青文,王亚红;考虑渗流场影响深埋圆形隧洞的弹塑性解[J];岩石力学与工程学报;2004年08期
【共引文献】
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3 刘成学;杨林德;李鹏;;考虑应力重分布的深埋圆形透水隧洞弹塑性解[J];工程力学;2009年02期
4 吕晓聪;许金余;;海底圆形隧道在渗流场影响下的弹塑性解[J];工程力学;2009年02期
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4 任青文,张宏朝;关于芬纳公式的修正[J];河海大学学报(自然科学版);2001年06期
5 荣耀;蔡晓鸿;;海底隧道开裂衬砌的渗漏量计算分析[J];南昌工程学院学报;2006年03期
6 张有天,张武功;隧洞水荷载的静力计算[J];水利学报;1980年03期
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8 王建秀,杨立中,何静;深埋隧道衬砌水荷载计算的基本理论[J];岩石力学与工程学报;2002年09期
9 杨家岭;邱祥波;陈卫忠;李术才;;海峡海底隧道及其最小岩石覆盖厚度问题[J];岩石力学与工程学报;2003年S1期
10 李宗利,任青文,王亚红;考虑渗流场影响深埋圆形隧洞的弹塑性解[J];岩石力学与工程学报;2004年08期
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4 国海邋 南下 世玺;科技创新点亮隧道施工[N];中国建设报;2007年
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，本文编号：1642145
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