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题名基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解
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作者
夏才初
刘宇鹏
吴福宝
徐晨
邓云纲
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机构
同济大学地下建筑与工程系
中铁第四勘察设计院集团有限公司
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1638-1648,共11页
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基金
国家自然科学基金面上项目(No.51778475,No.41472248)
中铁第四勘察设计院集团有限公司外委科技项目(No.2017K74-1).
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文摘
基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当t=0时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当t→∞时,该解退化成理想弹塑性本构模型的解答。通过工程实例,分析了围岩位移场、应力场和黏塑性区半径随时间的变化规律。当支护力保持不变时,围岩不同位置位移、围岩黏塑性区半径将随时间增长而持续增大并趋于稳定;围岩黏弹-黏塑性特征对径向应力和黏弹性区切向应力影响较小,对黏塑性区切向应力影响较大,越靠近洞壁处,切向应力随时间变化越剧烈。此外,不同支护力作用下洞壁处的切向应力在支护初期均较大,因此应采用及时支护的策略;考虑到围岩黏弹-黏塑性特征对支护力的影响,建议采取让压支护技术以保证围岩和衬砌的稳定性。
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关键词
圆形隧道
黏弹-黏塑性
西原模型
拉普拉斯变换
解析解
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Keywords
circular tunnel
viscoelasto-viscoplastic
Nishihara model
Laplace transform
analytical solution
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程][建筑科学—土工工程]
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