基于SMP准则的衬砌隧道围岩抗力系数的计算 被引量：25

1

作者 朱建明 彭新坡 徐金海 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期700-704,共5页

按照荷载-结构法思想,合理地考虑围岩与衬砌共同承载由于开挖而引起的二次应力作用,对于提高围岩抗力系数具有重要的作用。文章基于SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则,推导出围岩抗力系数的计算公式,可以很好地考虑中间主应力的... 按照荷载-结构法思想,合理地考虑围岩与衬砌共同承载由于开挖而引起的二次应力作用,对于提高围岩抗力系数具有重要的作用。文章基于SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则,推导出围岩抗力系数的计算公式,可以很好地考虑中间主应力的影响。通过改变隧道围岩物理力学性质中的内摩擦角φ和黏聚力c值,与Mohr-coulomb强度准则下的围岩抗力系数计算值进行了对比。研究结果表明,考虑中间主应力的影响可以很好地提高隧道围岩的抗力系数。从而基于黏性材料的SMP准则计算具有衬砌隧道的围岩抗力系数具有较强的工程实用价值。 展开更多

关键词 SMP准则 围岩抗力系数 衬砌隧道 中间主应力

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海底隧道围岩抗力系数计算方法研究 被引量：19

2

作者 涂忠仁 孙钧 蔡晓鸿 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1002-1007,共6页

针对厦门海底隧道地质条件复杂多变的特点,利用有限环模型结合多种本构关系提出了7种围岩抗力系数K的计算方法,并且通过计算给出了合理的围岩抗力系数取值范围,同时对各计算模型在实际工程中的运用条件作了评价。研究结果表明:采用多种... 针对厦门海底隧道地质条件复杂多变的特点,利用有限环模型结合多种本构关系提出了7种围岩抗力系数K的计算方法,并且通过计算给出了合理的围岩抗力系数取值范围,同时对各计算模型在实际工程中的运用条件作了评价。研究结果表明:采用多种方法、综合考虑多种因素可以减少仅仅通过查阅规范和依靠设计者经验来确定围岩抗力系数的主观误差。 展开更多

关键词 海底隧道 围岩抗力系数 有限环模型 地质模型概化

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公路隧道围岩抗力系数计算 被引量：9

3

作者 涂忠仁 《地下空间与工程学报》 CSCD 2006年第3期369-372,共4页

按照荷载———结构法思想,合理考虑围岩与衬砌一道工作、分承荷载的能力能够充分体现设计时安全与经济应相互协调的理念,其中围岩抗力系数值的确定尤为关键。作者基于统一强度理论推导得出的围岩抗力系数计算公式,可以考虑中间主应力... 按照荷载———结构法思想,合理考虑围岩与衬砌一道工作、分承荷载的能力能够充分体现设计时安全与经济应相互协调的理念,其中围岩抗力系数值的确定尤为关键。作者基于统一强度理论推导得出的围岩抗力系数计算公式,可以考虑中间主应力的影响,并且文中公式中的参数取一些其他值可以得出其他围岩条件或者其他强度理论条件下的围岩抗力系数计算公式,可适用于各种岩体条件,具有较强实用价值。 展开更多

关键词 统一强度理论 围岩抗力系数 岩石力学 中间主应力效应

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高速铁路隧道围岩抗力系数现场试验与理论研究 被引量：11

4

作者 李波 吴立 +2 位作者 邓宗伟 陈剑 唐爱松 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期532-540,共9页

以沪昆高速铁路隧道为依托,通过现场径向液压枕试验,测量各级压力下半径向变形,获取了隧道研究点处岩石抗力系数实测值。在实测数据的基础上,结合国内外相关的弹性抗力本构模型,建立了沪昆高速铁路隧道围岩抗力系数的5种理论计算模型:... 以沪昆高速铁路隧道为依托,通过现场径向液压枕试验,测量各级压力下半径向变形,获取了隧道研究点处岩石抗力系数实测值。在实测数据的基础上,结合国内外相关的弹性抗力本构模型,建立了沪昆高速铁路隧道围岩抗力系数的5种理论计算模型:理想弹塑性模型、爆破裂缝弹塑性模型、塑性软化岩体模型、Lade-Duncan准则模型、统一强度理论模型,并有针对性的将所研究的20座隧道进行分类,分别计算其围岩抗力系数理论计算值。为了弥补现场试验点数目的限制,对所研究的隧道展开了数值模拟分析。通过对不同的埋深、围岩级别、地质特征下岩石抗力系数现场试验值、理论计算值、数值模拟值和规范值进行对比和综合,提出了高速铁路大断面隧道的围岩抗力系数推荐值,该推荐值突破了普通铁路隧道规范中关于抗力系数建议值仅限于弹性模型的限制,为优化隧道结构设计,充分利用围岩的自承能力提供了理论依据。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 围岩抗力系数 径向液压枕法 理论计算模型 数值模拟

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基于统一强度理论的公路隧道围岩抗力系数计算 被引量：8

5

作者 涂忠仁 《重庆交通学院学报》 CAS 2006年第1期27-30,共4页

基于统一强度理论,本文推导得到围岩抗力系数计算公式,该公式具有可以考虑中间主应力的影响以及修改参数后可以退化为其他围岩条件或者其他强度理论条件下的围岩抗力系数计算公式等优点,具有较强实用价值.

关键词 统一强度理论 围岩抗力系数 岩石力学 中间主应力效应

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考虑蠕变影响的隧道围岩抗力系数计算方法 被引量：8

6

作者 唐葭 邓宗伟 蒋建清 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1281-1287,共7页

基于Winkler局部变形理论,将高速铁路隧道围岩划分为能够考虑蠕变效应的3个有限环模型。在应力应变全过程曲线的基础上,采用伯格斯(Burgers)蠕变力学模型模拟黏弹性区的蠕变变形,推导考虑围岩蠕变效应的围岩抗力系数公式。为研究红砂岩... 基于Winkler局部变形理论,将高速铁路隧道围岩划分为能够考虑蠕变效应的3个有限环模型。在应力应变全过程曲线的基础上,采用伯格斯(Burgers)蠕变力学模型模拟黏弹性区的蠕变变形,推导考虑围岩蠕变效应的围岩抗力系数公式。为研究红砂岩隧道衬砌设计的围岩抗力特性,以沪昆(上海—昆明)高速铁路特大断面隧道即店塘边隧道红砂岩段为工程依托,分别计算该段围岩有无考虑蠕变效应的抗力系数。研究结果表明:考虑红砂岩的蠕变效应后,围岩抗力系数有所降低;当红砂岩段围岩软弱破碎、出现塑性流动变形时,围岩抗力系数并不为0 MPa/m,围岩仍具有分担荷载的能力。这可对隧道衬砌设计提供参考。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 红砂岩 围岩抗力系数 蠕变效应

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基于三剪统一强度准则的隧道围岩抗力系数计算 被引量：5

7

作者 胡小荣 樊晓梅 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2011年第4期355-359,共5页

基于三剪统一强度准则对隧道围岩抗力系数进行了分析,并导出了围岩抗力系数的计算公式。在表征岩石的强度和变形特征时采用了三剪统一强度准则以反映中间主应力对岩石强度和变形的影响,在描述隧道围岩塑性区内的应力状态时,采用中间主... 基于三剪统一强度准则对隧道围岩抗力系数进行了分析,并导出了围岩抗力系数的计算公式。在表征岩石的强度和变形特征时采用了三剪统一强度准则以反映中间主应力对岩石强度和变形的影响,在描述隧道围岩塑性区内的应力状态时,采用中间主应力参数法来表达不同岩体可能具有的不同塑性区应力状态。计算实例表明:隧道围岩的中间主应力对隧道围岩抗力系数有影响,考虑中间主应力效应后所得的隧道围岩抗力系数增大。 展开更多

关键词 三剪统一强度准则 隧道 围岩抗力系数 中间主应力

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渗流作用下圆形巷道围岩抗力系数计算 被引量：4

8

作者 张贺 孙珍平 徐先胜 《中国安全生产科学技术》 CAS 2012年第12期27-31,共5页

将巷道围岩视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,采用塑性强化理论,推导出了巷道围岩抗力系数计算公式。该式比较全面的反映岩石抗力系数与围岩的几何、力学特性参数和受力状态的关系。其函数关系可以表示为:K=f(P0,P1,Pi,r0,r1,r2,b... 将巷道围岩视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,采用塑性强化理论,推导出了巷道围岩抗力系数计算公式。该式比较全面的反映岩石抗力系数与围岩的几何、力学特性参数和受力状态的关系。其函数关系可以表示为:K=f(P0,P1,Pi,r0,r1,r2,b,σs,β,μ,E,μ0,E0),与巷道围岩所有影响因素在同一公式中得到了明确的表达。当不考虑渗流作用,改变公式中相应的参数可以演化为经典的围岩抗力系数表达式的相似式,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 渗流 圆形巷道 塑性强化理论 破裂分区 岩石抗力系数

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基于Mogi-Coulomb准则的围岩抗力系数新解 被引量：4

9

作者 张常光 曾开华 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期31-34,50,共5页

围岩抗力系数是水工压力隧洞等地下结构进行支护设计的重要参数。文章基于可考虑中间主应力对围岩强度提高作用的Mogi-Coulomb准则以及经典的理想弹-塑性材料模型,推导了深埋圆形隧道围岩应力和位移的解析解,进而得到围岩弹塑性抗力系... 围岩抗力系数是水工压力隧洞等地下结构进行支护设计的重要参数。文章基于可考虑中间主应力对围岩强度提高作用的Mogi-Coulomb准则以及经典的理想弹-塑性材料模型,推导了深埋圆形隧道围岩应力和位移的解析解,进而得到围岩弹塑性抗力系数新解,最后对所得解答进行比较与验证,并探讨了围岩强度参数的影响特性。研究结果表明:文章基于Mogi-Coulomb准则的围岩抗力系数新解介于文献Matsuoka-Nakai(SMP)准则解答和Lade-Duncan准则解答之间,且三者相差不大;Mohr-Coulomb准则解答却明显偏小,考虑中间主应力可以更加充分发挥围岩的荷载分担能力;粘聚力及内摩擦角对围岩抗力系数的影响显著,且内摩擦角对其影响更明显。 展开更多

关键词 隧道工程 围岩抗力系数 Mogi—Coulomb准则 中间主应力

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基于Hoek-Brown准则的隧道围岩抗力系数计算方法及工程应用 被引量：2

10

作者 王志龙 周仁强 +2 位作者 杨涅 王明年 刘大刚 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期84-90,共7页

现行隧道设计中广泛采用荷载-结构法,其中合理地确定围岩抗力系数至关重要。文章基于可较好反映岩体非线性破坏特征及可解释岩体拉应力区及低应力区对围岩强度影响的Hoek-Brown准则,以符合理想弹塑性模型的深埋圆形隧道为研究对象,分析... 现行隧道设计中广泛采用荷载-结构法,其中合理地确定围岩抗力系数至关重要。文章基于可较好反映岩体非线性破坏特征及可解释岩体拉应力区及低应力区对围岩强度影响的Hoek-Brown准则,以符合理想弹塑性模型的深埋圆形隧道为研究对象,分析了围岩的应力及位移,进而依据Winkler假定求得围岩抗力系数的计算公式,并依托郑万高铁向家湾隧道工程进行了工程应用分析。研究结果表明:(1)基于Hoek-Brown准则的围岩抗力系数计算方法综合考虑了岩体的应力状态、结构及岩块强度等因素的影响,更为符合实际;(2)现场应用时,可通过岩石饱和单轴压缩试验、岩体及岩石弹性波速试验,先确定BQ以近似确定GSI,进而确定岩体参数,实现参数的定量化选取;(3)依托向家湾隧道的工程应用情况表明,围岩抗力系数的计算结果接近规范的建议区间,一定程度上说明了计算结果的合理性。 展开更多

关键词 HOEK-BROWN准则 铁路隧道 围岩抗力系数 计算方法 工程应用

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考虑蠕变效应的软岩特大断面隧道围岩抗力系数计算 被引量：5

11

作者 韩旭 吴立 +1 位作者 李波 宋万鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第21期146-151,共6页

根据软岩具有蠕变时效的特点,考虑岩体应力-应变全过程曲线,基于鲍格斯(Burgers)蠕变力学模型,推导出了考虑蠕变效应及初始地应力的隧道抗力系数计算公式。以沪昆高速铁路特大断面软岩隧道——明山隧道为工程依托,通过现场水压致裂试验... 根据软岩具有蠕变时效的特点,考虑岩体应力-应变全过程曲线,基于鲍格斯(Burgers)蠕变力学模型,推导出了考虑蠕变效应及初始地应力的隧道抗力系数计算公式。以沪昆高速铁路特大断面软岩隧道——明山隧道为工程依托,通过现场水压致裂试验获取隧道初始地应力以及室内岩石试验,获取围岩物理力学参数,代入该公式得到了明山隧道的围岩抗力系数。研究结果表明:该公式能够可靠的运用于具有蠕变效应的软岩隧道衬砌支护设计计算中;当围岩出现塑性流动变形时,围岩仍具有与衬砌共同承载的能力,这一研究结果对隧道衬砌设计具有十分重要的实际指导意义。 展开更多

关键词 特大断面隧道 围岩抗力系数 软岩 蠕变效应 初始地应力

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基于修正Lade-Duncan破坏准则的隧洞围岩抗力系数 被引量：2

12

作者 宋万鹏 吴立 +1 位作者 李波 韩旭 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第13期96-100,111,共6页

基于修正的Lade-Duncan准则和非关联线性流动法则,将隧洞围岩划分为裂缝区、塑性区和弹性区4层有限环,推导出了考虑地下水渗流作用影响下的隧洞围岩抗力系数计算的通用公式。通过改变公式中的一些参数,可以得出其他围岩条件下的抗力系... 基于修正的Lade-Duncan准则和非关联线性流动法则,将隧洞围岩划分为裂缝区、塑性区和弹性区4层有限环,推导出了考虑地下水渗流作用影响下的隧洞围岩抗力系数计算的通用公式。通过改变公式中的一些参数,可以得出其他围岩条件下的抗力系数计算式。由于修正的Lade-Duncan准则更适合于岩土类材料,因此根据该公式计算出的考虑了中间主应力和渗流作用影响的隧洞围岩抗力系数具有较高的实际应用价值。研究结果表明,中间主应力和渗流作用对隧洞围岩抗力系数均具有一定的影响,因而推出的通用公式在计算隧洞围岩抗力系数时具有较高的理论应用价值。 展开更多

关键词 修正的Lade-Duncan准则 非关联线性流动法则 中间主应力 渗流作用 围岩抗力系数

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基于全量理论的洞室围岩抗力系数计算 被引量：4

13

作者 张黎明 王在泉 +1 位作者 贺俊征 卢则阳 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2007年第5期48-51,共4页

视衬砌在内压力作用下与围岩共同承载联合工作,采用全量理论将岩体单轴应变非线性软化本构模型推广,得到复杂应力状态下岩体等效应力和等效应变关系,将围岩划分为松动区、塑性区、弹性区,对衬砌压力隧洞在等压荷载作用下进行弹塑性分析... 视衬砌在内压力作用下与围岩共同承载联合工作,采用全量理论将岩体单轴应变非线性软化本构模型推广,得到复杂应力状态下岩体等效应力和等效应变关系,将围岩划分为松动区、塑性区、弹性区,对衬砌压力隧洞在等压荷载作用下进行弹塑性分析。在推导出围岩松动区、塑性区、衬砌内任一点的应力和位移解析计算公式基础上,得出了不同工况下围岩抗力系数计算公式,该围岩抗力系数计算公式不仅考虑了中间主应力的影响,而且与已有的围岩抗力系数计算公式相通。 展开更多

关键词 应变非线性软化 隧洞 围岩抗力系数

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节理岩体抗力系数的各向异性特征与计算方法 被引量：4

14

作者 涂洪亮 乔春生 朱举 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期90-99,共10页

隧道设计的荷载-结构法中,围岩抗力系数是影响衬砌内力与变形的重要参数,节理的存在会导致抗力系数的各向异性,然而,目前工程中较少考虑抗力系数的各向异性问题.以大连地铁2号线兴工街站隧道工程为背景,针对含有两组贯通节理岩体抗力系... 隧道设计的荷载-结构法中,围岩抗力系数是影响衬砌内力与变形的重要参数,节理的存在会导致抗力系数的各向异性,然而,目前工程中较少考虑抗力系数的各向异性问题.以大连地铁2号线兴工街站隧道工程为背景,针对含有两组贯通节理岩体抗力系数的各向异性分布特征,采用正交试验和离散元数值模拟,分析岩石弹性模量、泊松比、节理间距、节理倾角、节理法向刚度等10个影响因素作用下抗力系数的分布规律.结果表明:洞周围岩抗力系数分布曲线呈椭圆形,长轴沿两组节理夹角角平分线方向;方差分析中5%水平下的显著性影响因素依次为节理法向刚度、岩石弹性模量、节理间距与节理倾角;各向异性系数随洞径与节理间距比值的增大呈现出先增大后减小的规律,当比值趋近于零或无穷大时,各向异性系数收敛于1.基于上述分析结果,进一步推导出围岩抗力系数椭圆分布函数的理论计算公式,并验证公式的准确性.工程实例计算表明,围岩抗力系数的各向异性对衬砌轴力的影响较小,对弯矩的影响显著. 展开更多

关键词 节理岩体 围岩抗力系数 各向异性 正交试验 方差分析 椭圆分布函数

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