考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道支护结构内力分析 |
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引用本文: | 杜佃春,郭鹏.考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道支护结构内力分析[J].铁道科学与工程学报,2022(8):2330-2338. |
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作者姓名: | 杜佃春 郭鹏 |
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作者单位: | 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(52108305);;江苏省自然科学基金资助项目(BK20210256); |
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摘 要: | 现有研究中,可高效地给出考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道衬砌结构内力分布规律的研究方法较少。为探究考虑Hoek-Brown破坏准则时的圆形隧道支护结构内力分布规律,基于超静定响应法,通过将Hoek-Brown破坏准则中的岩石强度参数转化为等效Mohr-Coulomb强度参数,给出考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道支护结构内力计算方法。通过将本文方法所得结果与经典解析解答进行对比,验证方法的有效性。利用给出的弯矩和轴力的计算表达式,探究了不同的隧道埋深H,不同的岩石无侧限抗压强度σci和地质强度参数GSI对隧道支护结构内力分布的影响规律。研究发现:参数H,σci和GSI对圆形衬砌结构内力影响较大,衬砌结构的弯矩和轴力值随H的增加而增长,但随σci和GSI的增加而减小;隧道开挖后岩石完整越好,围岩的整体自稳定性越好,使得衬砌结构内力越小。衬砌结构弯矩绝对值的最大值出现在隧道拱顶、侧墙和拱底处,而轴力绝对值的最大值仅出现在侧墙处。给出的方法既可为隧道设计初期支护结构的力学行为分析提供参考,又能为在服从Hoek-Brown破坏准则的岩体中开挖的圆形隧道支护结构设计提供理论参考...
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关 键 词: | Hoek-Brown破坏准则 圆形隧道 结构内力 超静定响应法 等效Mohr-Coulomb强度参数 |
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