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隧道建设(中英文) ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (S1): 108-.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.S1.014
张治国1, 2, 程志翔1, *, 汪嘉程1, 吴钟腾2, 赵其华3
ZHANG Zhiguo1, 2, CHENG Zhixiang1, *, WANG Jiacheng1, WU Zhongteng2, ZHAO Qihua3
摘要: 山岭地区深埋隧道经常处于高水压工况,渗流对于隧道围岩及衬砌结构安全有较大影响。基于Mohr-Coulomb准则,推导在渗流力作用下围岩和衬砌结构相互作用的弹塑性解析解,得到围岩塑性区半径、围岩应力、位移以及衬砌径向变形等与支护反力间的解析关系。进一步地,引入围岩收敛曲线(GRC)和支护特性曲线(SCC),分析隧道围岩和衬砌的非线性力学特性,采用收敛约束法求得洞周径向位移。依托牛和岭隧道深埋段工程,验证本文基于Mohr-Coulomb准则的理论解析方法的准确性,并针对富水山区隧道支护反力、塑性半径和洞周径向位移关系进行参数分析。研究结果表明: 1) 增加支护反力可以有效地限制塑性区的发展和洞周的径向位移,初始阶段限制效果明显,后续增加支护反力的效果逐渐减小; 2) 围岩塑性半径和洞周径向位移随渗流水压力的增大呈非线性增长; 3) 塑性区半径不变,低渗透性衬砌可以减小所需的支护反力以及洞周的径向位移。
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