【摘要】：介紹基于變分法給出地震作用下隧道掌子面坍塌破壞極值曲線解析表達(dá)式的方法。首先建立隧道開(kāi)挖縱向參考平面,通過(guò)引入地震系數(shù)k給出地震作用下掌子面坍塌破壞塊體擬靜力計(jì)算模型,然后由Hoek Brown破壞準(zhǔn)則及關(guān)聯(lián)流動(dòng)給出破壞塊體的內(nèi)力耗散功率,從而根據(jù)上限定理建立關(guān)于掌子面破壞曲線的泛函,再由Euler Lagrange方程得到相應(yīng)破壞極值曲線的非線性偏微分方程,最后給出B=0.5時(shí)掌子面破壞極值曲線特解。經(jīng)與數(shù)值分析對(duì)比表明解析結(jié)果在預(yù)測(cè)掌子面前方最遠(yuǎn)距離zmax與數(shù)值結(jié)果較為一致,但破壞區(qū)域偏大。亦探討了滑動(dòng)方向角?與掌子面壓力T?等參數(shù)變化對(duì)破壞極值曲線形狀的影響。分析表明:該方法預(yù)測(cè)地震作用下掌子面破壞曲線的具體表達(dá)式可以較為簡(jiǎn)單且有效準(zhǔn)確的反映掌子面前方區(qū)域受擾動(dòng)特征,亦可以作為地震多發(fā)區(qū)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)定量依據(jù)之一。
[Abstract]:Based on the variational method, the analytical expression of the extreme value curve of tunnel face collapse under earthquake action is introduced. Firstly, the longitudinal reference plane of tunnel excavation is established, and the pseudo-static model of collapse and failure block under seismic action is given by introducing the seismic coefficient k, and then the internal force dissipation power of the damaged block is given by Hoek Brown failure criterion and associated flow. According to the upper bound theorem, the functional of the metacarpal failure curve is established, and then the nonlinear partial differential equation of the corresponding damage extreme curve is obtained from the Euler Lagrange equation. At last, the special solution of the metacarpal failure extreme value curve when B = 0.5 is given. The comparison with the numerical analysis shows that the analytical results are consistent with the numerical results in the farthest distance zmax in front of the predicted face, but the damage area is larger. The angle of sliding direction is also discussed. With palm pressure? The influence of isoparametric change on the shape of failure extremum curve. The analysis shows that the concrete expression of the failure curve of the face of the palm under earthquake action can reflect the disturbance characteristics of the front area of the face of the palm more simply and accurately. It can also be used as a quantitative basis for risk assessment of tunnel construction in earthquake prone areas.
【作者單位】： 西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院;西安理工大學(xué)土木建筑學(xué)院;中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(51409208) 中國(guó)博士后基金項(xiàng)目(2014M562524XB)
【分類(lèi)號(hào)】：U452.28

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 鄒育麟;何川;汪波;周藝;許金華;;震裂軟巖隧道圍巖-支護(hù)失穩(wěn)機(jī)制和處治機(jī)理分析[J];公路交通科技;2014年08期

2 何川;耿萍;晏啟祥;;Ⅳ級(jí)圍巖鐵路隧道抗震計(jì)算上覆土柱合理計(jì)算高度[J];土木工程學(xué)報(bào);2013年05期

3 潘昌實(shí);隧道及地下結(jié)構(gòu)物抗震問(wèn)題的研究概況[J];世界隧道;1996年05期

4 李斌;;隧道掌子面地震動(dòng)力響應(yīng)特性及加固方法[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2014年02期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙尚毅,時(shí)衛(wèi)民,鄭穎人;邊坡穩(wěn)定性分析的有限元法[J];地下空間;2001年S1期

2 鄧楚鍵,鄭穎人;極限分析下限有限元法及其應(yīng)用[J];地下空間;2003年02期

3 李劍玲,劉東燕;偏心傾斜荷載作用下地基極限承載力上限解[J];地下空間;2004年02期

4 程彩霞;趙均海;魏雪英;;楔體極限荷載的統(tǒng)一滑移線與有限元解[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2005年06期

5 陶連金;王沛霖;邊金;;典型地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年09期

6 吳夢(mèng)軍;極限分析上限法在公路邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2002年03期

7 胡曉東,劉昌忠;求算擋土墻主動(dòng)土壓力的一種方法[J];長(zhǎng)沙交通學(xué)院學(xué)報(bào);1998年02期

8 王威;任青文;;活動(dòng)斷裂對(duì)深埋隧洞影響的研究概述[J];地震工程與工程振動(dòng);2006年01期

9 王飛,欒茂田,朱菊芬,屠晟;基于彈塑性有限元分析土工安定性計(jì)算方法及其應(yīng)用[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2001年03期

10 孫海濤;軟土地層中盾構(gòu)隧道地震反應(yīng)分析[J];福建建筑;2000年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 何思明;吳永;李新坡;;黏性泥石流溝道侵蝕啟動(dòng)機(jī)制研究[A];第九屆全國(guó)巖土力學(xué)數(shù)值分析與解析方法討論會(huì)論文集[C];2007年

2 牛文杰;葉為民;黃雨;陳寶;;淺基礎(chǔ)形狀和埋深對(duì)天然非飽和地基承載力的影響[A];第七屆全國(guó)工程結(jié)構(gòu)安全防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

3 梁波;王志勇;;溶洞存在對(duì)隧道的地震動(dòng)力響應(yīng)的影響分析[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長(zhǎng)第十一屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（1）[C];2009年

4 范文;俞茂宏;林永亮;陳立偉;吳黎輝;;基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論的地基極限承載力滑移線分析[A];2002年中國(guó)西北部重大工程地質(zhì)問(wèn)題論壇論文集[C];2002年

5 陳敏華;劉國(guó)楠;;軟基上路堤穩(wěn)定性的能量分析法[A];工程排水與加固技術(shù)理論與實(shí)踐——第七屆全國(guó)工程排水與加固技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

6 孔恒;王夢(mèng)恕;鄒彪;;淺埋暗挖隧道工作面正面土體超前預(yù)加固的力學(xué)行為分析[A];第九屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

7 李海清;孫振;;公路隧道震害處治對(duì)策[A];汶川大地震工程震害調(diào)查分析與研究[C];2009年

8 靳曉光;熊亮;;大跨度連拱隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)地震穩(wěn)定性分析[A];第三屆全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

9 袁松;周佳媚;廖沛源;;小凈距公路隧道抗震注漿加固范圍研究[A];第三屆全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

10 梁波;王志勇;高峰;杝林P，

本文編號(hào)：2175386