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《粘彈性飽和土中深埋圓形隧道襯砌-土相互作用》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第22卷第6期工程力學(xué)Vol.22No.62005年12月ENGINEERINGMECHANICSDec.2005文章編號:1000-4750(2005)06-0148-07粘彈性飽和土中深埋圓形隧道襯砌-土相互作用1,2*23劉干斌,謝康和,施祖元(1.中科院武漢巖土力學(xué)研究所,湖北武漢430071;2.浙江大學(xué)巖土工程研究所,浙江杭州310027;3.浙江省建筑設(shè)計研究院,浙江杭州310006)摘要:基于Biot理論,采用滲流-力學(xué)耦合模型研究分析了粘彈性飽和土體中深埋圓形隧道襯砌-土相互作用問題,并考慮了襯砌材料的徐變特性。假定襯砌和土體完全接觸,運用積分變換理論在Lapl
2、ace變換域中得到了襯砌和土體接觸面上的應(yīng)力、變形及襯砌的薄膜力和彎矩。利用Laplace數(shù)值逆變換得到時域中的解,并由此分析討論了襯砌和土體的相對剛度、阻尼比、以及襯砌的相對厚度對隧道襯砌與土體相互作用的影響。數(shù)值結(jié)果同時也反映了應(yīng)力、變形、薄膜力和彎矩的隨時間變化過程。關(guān)鍵詞:粘彈性;襯砌-土相互作用;滲流-力學(xué)耦合模型;徐變;隧道中圖分類號:TU471.8;TU456文獻標識碼:ASOIL-STRUCTUREINTERACTIONOFADEEPCIRCULARTUNNELINVISCOELASTICSATURATEDSOIL1,2*23LIUGan-bin,XIEKang-
3、he,SHIZu-yuan(1.InstituteofRockandSoilMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China;2.InstituteofGeotechnicalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China;3.ZhejiangArchitecturalDesign&ResearchInstitute,Hangzhou310006,China)Abstract:BasedonBoit’stheory,thesoil-structureinterac
4、tionofadeepcirculartunnelinviscoelasticsaturatedsoilisinvestigatedusingacoupledporous-mechanicalmodel.Thecreeppropertyoflinerisconsidered.Thesoil–structureisassumedtocontactcontinuously.Analyticalsolutionsofstresses,displacementsonthecontactsurfaceofsoil-structureand,membraneforcesandbendingm
5、omentsofthelinerarederivedintheLaplacetransformdomain.NumericalresultsintimedomainareobtainedbyinvertingLaplacetransformandtheinfluenceofrelativerigidity,ratioofdampofliningandsoil,andrelativethicknessofliningonthesoil-structureinteractionisstudied.Itisfoundthatstresses,displacements,membrane
6、forcesandbendingmomentsaretime-dependent.Keywords:viscoelasticity;saturatedsoil;circulartunnel;partiallypermeableboundary;tunnel在飽和軟粘土地層中開挖隧道已引起了廣泛來計算襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載,并以此進行設(shè)計,這樣[1~4][5]的關(guān)注。隧道開挖后地層中初始應(yīng)力場釋放,設(shè)計出的襯砌厚而不經(jīng)濟。實際上圍巖(土)壓力應(yīng)力重新分布形成二次應(yīng)力場,從而引起隧道的變不是無條件的全部由襯砌結(jié)構(gòu)來承擔,而是通過相形。為了確保隧道開挖后的穩(wěn)定性,工程中常用襯互作用由襯砌和圍
7、巖(土)共同承擔的。砌材料進行支護。最初人們根據(jù)圍巖(土)壓力理論另一方面,襯砌材料(砼或配筋砼)具有徐變特———————————————收稿日期:2003-10-27;修改日期:2004-02-25作者簡介:劉干斌(1976),男,江西人,助理研究員,博士,從事軟粘土力學(xué)及地下工程研究;*謝康和(1956),男,浙江人,教授,博導(dǎo),從事軟粘土力學(xué)及地基處理、地下工程的教學(xué)與研究(E-mail:zdkhxie@zju.edu.cn);施祖元(1956),男,浙江人,教授級高工,博