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题名基于广义非线性统一强度理论的隧道塌落拱分析
被引量：4
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作者
周凤玺
邵彦平
甘东彪
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机构
河西学院土木工程学院
兰州理工大学土木工程学院
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期682-688,I0015,I0016,共9页
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基金
国家自然科学基金(51978320)
甘肃省陇原青年创新创业人才资助项目。
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文摘
基于广义非线性统一强度的剪切破坏理论,在平面应变状态下,根据极限上限定理和隧道顶部的围岩塌落机制,在耗散能中引入了包含曲线型破裂面方程的目标函数,建立了围岩中任意断面的隧道顶部围岩的塌落机制。基于塑性位势理论,考虑塑性应变增量与塑性势函数的应力梯度成正比,由此得出了在速度间断线上任意点内能的耗散率;再运用虚功原理,建立内能耗散率和外力做功相等的关系式,从而通过变分原理得出了隧道顶部塌落面的解析表达式,由该表达式计算出隧道顶部塌落面的形状。以圆形断面隧道为例,对影响塌落拱形状的隧道半径和中间主剪应力系数等相关参数进行了讨论分析。由此得出:在平面应变状态下,隧道顶部围岩塌落体的宽度和高度随着中间主剪应力系数的不断增大而减小;塌落面的高度随着广义非线性统一强度参数的不断增大而增大,而塌落面的宽度则不断减小;塌落宽度和塌落高度随隧道半径的增大而增大。
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关键词
广义非线性统一强度理论
极限上限定理
变分法
隧道顶部塌落
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Keywords
generalized nonlinear unified strength theory
upper bound theorem
variational method
tunnel collapse
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分类号
TU451
[建筑科学—岩土工程]
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