中国铁道科学

2022, v.43;No.184(03) 78-85

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非圆形隧道毛洞围岩的应力和塑性区
Stress and Plastic Zone of Surrounding Rock in Non-Circular Unlined Tunnel

刘淑红;范金录;朱永全;

摘要(Abstract):

为研究隧道工程中常见的非圆形毛洞围岩的应力和塑性区分布,采用复变函数方法,得到平面应变状态下受双向挤压应力作用的毛洞围岩应力解析解,并将其代入Drucker-Prager屈服准则,估算围岩的塑性区范围。以工程中常见的大断面双线铁路隧道为例,先通过搜索边界映射点的方法得到隧道毛洞的映射函数;再求得隧道毛洞附近围岩的应力分布,对推导出的非圆形隧道毛洞围岩应力解析解的正确性进行验证;最后分竖向挤压应力较小与较大2种情况,讨论侧压力系数对隧道毛洞围岩塑性区的影响。结果表明:离毛洞边4倍毛洞宽度处,应力值稳定,趋于所加荷载;当竖向挤压应力较小或较大时,侧压系数的改变分别会影响塑性区的位置或形状;拱腰处塑性区主要由竖向挤压应力产生,而拱顶与仰拱处塑性区则主要由水平挤压应力产生;在隧道设计和施工过程中,当围岩侧压系数较小或较大时,须分别在拱腰、拱顶与仰拱处加强支护。

关键词(KeyWords): 非圆形隧道;围岩;复变函数;应力;塑性区

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金资助项目(51778380);; 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划课题(N2020G040)

作者(Authors): 刘淑红;范金录;朱永全;

参考文献(References):

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