基于應(yīng)力路徑和塑性評估的應(yīng)力調(diào)整分析方法.pdf

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1、第30卷第10期2013年10月公路交通科技JoumalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVoL30No．100ct．2013doi：10．3969／j．issn．1002-0268．2013．10．015基于應(yīng)力路徑和塑性評估的應(yīng)力調(diào)整分析方法陳亮，陳壽根，張恒(西南交通大學(xué)交通隧道工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，ImJIl成都610031)摘要：探討了采用I_ambe應(yīng)力路徑、主應(yīng)力空間及塑性評估指數(shù)分析圍巖應(yīng)力調(diào)整和屈服的方法，并以錦屏二級水電站引水隧洞西端綠泥石

2、片巖段施工為依托，采用有限差分軟件FLAC”模擬和分析了高地應(yīng)力條件下工程軟巖隧洞采用長臺階法開挖過程中圍巖的應(yīng)力調(diào)整特征。分析發(fā)現(xiàn)采用主應(yīng)力空間法表示應(yīng)力路徑和計(jì)算塑性評估指數(shù)時(shí)同時(shí)考慮了3個(gè)主應(yīng)力的影響，計(jì)算結(jié)果較采用Lambe應(yīng)力路徑法更為直觀和準(zhǔn)確；同時(shí)模擬結(jié)果顯示，隧洞開挖過程中圍巖應(yīng)力調(diào)整主要集中在離掌子面1．5B的范圍，且拱項(xiàng)較邊墻及仰拱先進(jìn)入塑性狀態(tài)。關(guān)鍵詞：隧道工程；軟巖隧洞；數(shù)值模擬；應(yīng)力路徑；高地應(yīng)力；塑性評估中圖分類號：U451+．2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002—0268(2013)10—00

3、80—06AnalysisMethodsofStressAdjustmentBasedonStressPathandPlasticAssessmentCHENLiang，CHENShou—gen，ZHANGheng(KeyLaboratoryofTransportationTunnelEngineeringofMinistryofEducation，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Analysismethodsofsurrou

4、ndingrockstressadjustmentandyieldarediscussedbasedonLambestresspath，principalstressspaceandplasticassessmentindex．Thestressadjustmentcharacteristicsofsurroundingrockduringtunnelexcavatingbylongbenchmethodinsoftrockwithhighgroundstressisinvestigatedusingfinitediff

5、erencesoftwareFLAC叫，relyingonconstructionofthewesternsectiondiversiontunnelswithchloriteschistsurroundingrockatJinpingIIhydroelectricstation．Theanalysisshowsthat(1)stresspathexpressedbyprincipalstressspacemethodandplasticassessmentindexmethodaremoreintuitiveandac

6、curatethanusingLambestresspathmethodbecauseofthreeprincipalstressesareconsidered；(2)stressadjustmentofsurroundingrockoccursmainlyinthefrontandrearsides1．5Bawayfromthetunnelfaceintheprocessofexcavation，andarchel'ownrockentersplasticstateearlierthansidewallandinver

7、tedarch．Keywords：tunnelengineering；softrocktunnel；numericalsimulation；stresspath；highgroundstress；plasticassessment0引言隧道開挖過程中，圍巖應(yīng)力變化是研究的重點(diǎn)。掌握圍巖應(yīng)力調(diào)整及分布規(guī)律對優(yōu)化隧道設(shè)計(jì)和施工有著重要的意義。本文以實(shí)際工程為例，介紹了采用應(yīng)力路徑和塑性評估分析開挖過程中圍巖應(yīng)力調(diào)整的方法，并對比了采用不同分析方法得出的結(jié)果，為今后有關(guān)巖石應(yīng)力調(diào)整的研究提出參考和借鑒。1應(yīng)力路徑摩爾一庫倫準(zhǔn)則

8、‘13已廣泛運(yùn)用于巖土工程的力學(xué)分析中，但在表示連續(xù)應(yīng)力變化狀態(tài)時(shí)需要繪出多個(gè)摩爾圓，導(dǎo)致分析過程繁瑣且不直觀。因此Lambe‘2。1發(fā)展出應(yīng)力路徑法來表示應(yīng)力變化的軌收稿日期：2012一ll一21基金項(xiàng)目：中央高校基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)基金項(xiàng)目(SWJTUllZT33)；教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT0955)作者簡