發(fā)布時(shí)間：2021-04-14 11:11

　　為了研究孔隙水壓力作用下深埋隧道掌子面的穩(wěn)定性,構(gòu)建了深埋盾構(gòu)隧道的二維剛性有限平動(dòng)多塊體的破壞模式,并引入了Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則。利用極限分析得到掌子面前方土體的內(nèi)部耗散能和外力做的功,利用Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則推導(dǎo)得到極限支護(hù)力的目標(biāo)函數(shù),通過(guò)MATLAB數(shù)值軟件的規(guī)劃求解得到支護(hù)力的解,和既有文獻(xiàn)中的成果對(duì)比,2種方法得到解的最大誤差為6.7%,驗(yàn)證了Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則的有效性。對(duì)各個(gè)巖體參數(shù)下深埋隧道掌子面極限支護(hù)力的變化規(guī)律進(jìn)行分析,結(jié)果表明:深埋隧道掌子面前方的極限支護(hù)力隨著擾動(dòng)因子D和孔隙水壓力系數(shù)r_u的增大而增大,隨著地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI和參數(shù)m_i的增大而減小;破壞范圍隨著參數(shù)m_i和孔隙水壓力系數(shù)r_u的增大而減小,而隨著地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI和擾動(dòng)因子D的增大而增大。研究結(jié)果可為巖質(zhì)地層中深埋盾構(gòu)隧道掌子面支護(hù)力的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020,16(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

深埋隧道開挖面破壞機(jī)制

幾何、速度關(guān)系

基于本文方法,取剛性三角塊體的數(shù)目范圍為1～15,首先假定深埋隧道的開挖高度為H=10 m,巖體單軸抗壓強(qiáng)度σci=1 MPa,地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI=20,mi=5,擾動(dòng)因子D=0,巖體重度γ=25 kN/m3,孔隙水壓力系數(shù)取ru=0,通過(guò)規(guī)劃求解得到的極限支護(hù)力q的解和剛性三角塊體的數(shù)目如圖3所示。當(dāng)塊體數(shù)目等于3時(shí)極限支護(hù)力達(dá)到了31.2 kPa,塊體數(shù)目繼續(xù)增大時(shí)極限支護(hù)力的值基本保持不變,說(shuō)明塊體數(shù)目為3時(shí)計(jì)算結(jié)果的精度就能滿足實(shí)際需要。給定地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI=10～30,將本文的解和既有文獻(xiàn)的成果進(jìn)行對(duì)比如圖4所示。由圖4可知,本文的解和既有文獻(xiàn)的解隨地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)的變化趨勢(shì)一致,且最大誤差為6.7%,驗(yàn)證了本文方法的有效性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]油氣田瓦斯隧道開挖掌子面圍巖安全厚度研究[J]. 姚海波,杜宇,張文選,高峰.  中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020(01)
[2]考慮孔隙水壓力和非線性M-C準(zhǔn)則的深埋隧道掌子面穩(wěn)定性分析[J]. 李姝,呂城.  公路. 2019(12)
[3]考慮孔隙水壓力及非線性Mohr-Coulomb破壞準(zhǔn)則下淺埋土質(zhì)隧道三維塌落機(jī)制的上限分析[J]. 于麗,呂城,段儒禹,王明年.  巖土力學(xué). 2020(01)
[4]縱向傾斜地表盾構(gòu)隧道掌子面三維擠出破壞分析[J]. 賀志軍,陳運(yùn)鵬,李得建,趙煉恒.  湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(09)
[5]孔隙水壓力作用下盾構(gòu)隧道開挖面支護(hù)力上限研究[J]. 黃阜,潘秋景,張道兵.  工程力學(xué). 2017(07)
[6]非線性破壞準(zhǔn)則下淺埋隧道掌子面三維被動(dòng)穩(wěn)定性能耗分析改進(jìn)方法[J]. 李得建,趙煉恒,楊峰,程肖.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(04)



本文編號(hào)：3137211