考虑中主应力后对隧道围岩稳定性的影响

在分析中主应力对隧道围岩强度影响的基础上,采用FLAC3D有限差分元软件,建立考虑中主应力的岩体强度准则本构模型,并同摩尔库伦准则相比较,研究考虑中主应力后对隧道围岩稳定性的影响。结果表明:考虑中主应力后,计算得到的岩体强度较不考虑时显著增加,当中主应力大于等于岩体抗压强度时,围岩强度提高75%~200%;若围岩服从摩尔库伦准则,则在一定数值范围内,中主应力不影响隧道中围岩的应力分布,且对拱顶沉降及塑性区也几乎没有影响;若围岩服从考虑中主应力的岩体强度准则,则随着中主应力的逐渐增大,围岩强度逐渐增大,拱顶沉降、开挖扰动范围和塑性区半径均逐渐减小。因此,在隧道侧向应力较大时,采用考虑中主应力的岩体强度准则进行数值模拟,更能准确地反应围岩的稳定性。     

用SOR技术在任意边界上分离主应力

本文介绍了在光弹性试件数字化边界内产生网络的一种计算方法。满足拉普拉斯方程的第一个线性应力不变量的二阶偏微分方程式，用有限差分法根据数字化域的边界值进行求解。迭代求解线性方程系所需要的连通和加权函数，是根据沿边界的数字从资料产生的。用扫描技术从数字化条纹图案中估算出边界内各结点上的等色线数值，并确定各个主庆力值。为了提高收敛性，逐次松弛法与求解过程中确定的最佳加速度系数一起应用。用三个不同实例检验了解决的精度和速度。     

考虑土拱效应的抗滑桩合理桩间距分析

桩间距是抗滑桩设计的一个重要指标，现行的工程设计计算中尚未考虑土拱效应的影响。在分析了土拱效应形成机理的基础上，引入了拱轴线成抛物线的假定，依据抗滑桩被动受力的特点，假设拱轴线起点切线的倾角β=π／4＋φ／2，综合考虑土拱静力平衡条件和强度条件，建立出合理的桩间距计算方法，得出了一个符合工程实际的半经验公式，使设计计算更为合理。     

竖向预应力对一座变截面连续箱梁桥简支端的主应力影响分析

箱梁截面的刚度大,整体性好,既能承受正弯矩,又能承受负弯矩,为一种性价比较好的截面型式。但近年来发现部分箱梁简支端附近腹板有开裂现象,个别较严重。本文以一座预应力混凝土变截面连续箱梁桥为例,通过空间有限元数值仿真分析计算,发现竖向预应力对箱梁腹板主拉应力影响较大。     

砂砾材料非线性承载力研究

对砂砾材料进行击实特性、回弹变形特性研究,结果表明:砂砾材料在最佳含水率状态和泡水极限含水率状态的回弹模量都随单位压力的增大而增大,应力应变关系表现出明显的非线性。利用Ansys有限元软件建立几何模型提取单元的大小主应力σ1、σ3,按最小二乘法原理,计算砂砾材料在不同最大粒径、不同级配组成、不同含水率条件下LC非线性承载力模型E=(a+bσ0.53)σ0.51+c的参数a、b、c,即推导出砂砾材料LC非线性承载力模型,从而为粒料基层沥青路面整体结构非线性承载力研究提供理论支撑。     

含倾斜破碎带隧道开挖相似模拟试验研究

为探究含倾斜破碎带隧道不同开挖方式下隧道断面的变形情况，依托上加山隧道工程，开展相似模型试验分析三台阶七步法、环形预留核心土法、CD法3种开挖方法下隧道断面应力变化情况，得出对于岩性条件极差的破碎带隧道而言，三台阶七步法下隧道各控制点处支护结构最大主应力较小。     

寒区隧道应力和位移弹塑性统一解及对比分析

选择合理的屈服准则分析寒区隧道弹塑性解能为寒区隧道稳定性分析提供理论基础。为此，结合Mohr-Coulomb准则(即M-C准则)和外接圆Drucker-Prager准则(即D-P准则)分析得到考虑中间主应力效应的统一强度准则，建立寒区隧道弹塑性力学计算模型，基于线性非关联准则推导得出考虑围岩不均匀冻胀特性的寒区隧道应力场及位移场的弹塑性统一解，并对所得统一解答式进行算例及参数分析。研究表明：采用M-C准则计算偏于保守，而利用外接圆D-P准则计算偏于危险，考虑中间主应力效应能充分发挥围岩承载潜能，有效缩小塑性半径，缓解衬砌冻胀变形；统一强度理论参数b保持常数时，初始地应力、衬砌强度、不均匀冻胀系数及围岩体积冻胀率等参数的变化对寒区隧道应力及塑性半径变化影响显著。该研究成果可丰富寒区隧道工程设计理论。