非軸對(duì)稱條件下地下洞室彈塑性解析解.pdf

1、快速準(zhǔn)確地預(yù)估洞室圍巖的應(yīng)力和變形對(duì)于指導(dǎo)洞室設(shè)計(jì)和圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是非常重要的。本文基于經(jīng)典的圓形、橢圓形洞室彈塑性解析解，針對(duì)實(shí)際工程中洞室多是不符合嚴(yán)格軸對(duì)稱條件，特別是水利工程中常見的城門洞型洞室，靜水壓力和非靜水壓力應(yīng)力邊界條件的彈塑性問(wèn)題開展探索研究，以期望對(duì)水利工程、交通工程等工程中的洞室設(shè)計(jì)與施工能夠提供指導(dǎo)作用。
　　研究成果主要可歸納為以下幾個(gè)方面：
　　(l)剖析當(dāng)前圓形洞室非軸對(duì)稱條件下以及非圓形洞室彈

2、塑性分析的不足。
　　(2)通過(guò)系統(tǒng)分析不同側(cè)壓力系數(shù)、埋深及城門洞型洞室的軸對(duì)稱假定條件偏差范圍對(duì)洞壁變形的影響來(lái)研究軸對(duì)稱模型解析解的適用范圍，研究結(jié)果對(duì)軸對(duì)稱解析解答的合理使用范圍、精度與軸對(duì)稱圍巖條件提出了量化評(píng)價(jià)范圍。
　　(3)對(duì)洞室圍巖彈塑性邊界兩側(cè)分別采用復(fù)變函數(shù)理論和滑移線場(chǎng)理論得出彈性區(qū)和塑性區(qū)應(yīng)力組合表達(dá)式，根據(jù)彈塑性邊界上應(yīng)力相等得到邊界方程，通過(guò)算例以有限元數(shù)值結(jié)果為基準(zhǔn)與卡斯特納方法、鄭穎人修正方

3、法進(jìn)行比較，并將結(jié)果退化至靜水壓力情況與修正芬納公式或者卡斯特納公式所得塑性區(qū)半徑一致，并研究其適用范圍以及洞室未支護(hù)情況下不同初始應(yīng)力狀態(tài)、圍巖條件與圍巖塑性區(qū)形態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　(4)采用小參數(shù)法對(duì)橢圓形洞室彈塑性問(wèn)題進(jìn)行解答，通過(guò)考慮非軸對(duì)稱應(yīng)力參數(shù)，使結(jié)果能夠同時(shí)考慮橢圓形洞室和圓形洞室分別在靜水壓力與非靜水壓力條件下的情況，從而使針對(duì)的問(wèn)題有全面的解答和分析。
　　(5)根據(jù)直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)的坐標(biāo)變換式得出洞室應(yīng)