基于对数应变考虑渗流影响的软弱围岩圆形隧洞弹塑性解

为求解发生大变形时软弱围岩圆形隧洞的应力和位移,基于三剪应力统一强度理论和拉格朗日坐标下的对数应变,通过考虑施工期、运行期和检修期3种工况下主应力顺序以及渗流等影响,推导理想弹塑性模型软弱围岩的弹塑性解,并分析弹性模量、泊松比、孔隙水压力和强度准则4个参数对塑性区厚度和洞壁处径向位移的影响。研究结果表明： 1）施工期围岩塑性区厚度随弹性模量的增大呈现先增大后逐渐趋于一个稳定值（小应变解）,而运行期围岩塑性区厚度随弹性模量的增大呈现逐渐减小后逐渐趋于一个稳定值（小应变解）,洞壁处径向位移在施工期和运行期2种工况下均随弹性模量的增大逐渐减小; 2）施工期和运行期围岩塑性区厚度随泊松比增大几乎无影响,而洞壁处径向位移随泊松比增大呈线性增大; 3）施工期围岩塑性区厚度和洞壁处径向位移随孔隙水压力的增大而增大,而运行期围岩塑性区厚度和洞壁处径向位移随孔隙水压力的增大而减小; 4）不同强度准则下的塑性区厚度和洞壁处径向位移变化显著; 5）检修期围岩塑性区厚度和洞壁处径向位移变化规律与施工期类似。对于发生大变形的软弱围岩圆形隧洞,推导的弹塑性解与小应变解明显不同。