基于双线性强度准则的黄土隧道围岩弹塑性解析解

摘要

cqvip:采用室内三轴试验方法,给出黄土的双线性强度准则;基于该强度准则,推导深埋黄土隧道围岩弹塑性应力和位移的解析解,并与数值模拟结果进行对比,验证其合理性;采用解析解,分析支护反力、强度比(Rb/P0)和洞径对围岩应力场、位移场的影响规律。结果表明:黄土强度包络线具有明显双线性特征;隧道开挖后随径向深度增加,围岩径向应力呈逐渐增加趋势,切向应力呈先增大后减小趋势,且增长段具有双线性特征;黄土结构性强度可在一定程度上减少围岩塑性扰动范围,双线性强度准则相比于传统M-C准则更能体现该特性;随强度比增加,塑性区Ⅱ的范围呈减小趋势,而塑性区Ⅲ的半径不变;随强度比增加,塑性区Ⅱ半径逐渐减小而塑性区Ⅲ半径不发生变化;隧道洞周径向位移与强度比呈负相关关系;塑性区半径、隧道洞周径向位移均与开挖半径呈线性正相关关系。