考虑纵坡的隧道掌子面稳定性上限有限元分析

论文摘要

针对存在纵坡条件下的隧道掌子面稳定性和失稳破坏问题,采用高阶塑性变形单元上限有限元法开展多参数影响正交计算分析,获得临界加载系数Ncr上限解图表与拟合公式及以耗散能密度表征的破坏模式规律。研究表明:①纵向坡度对掌子面稳定性有不可忽视的影响,上坡（坡度角θ=10°）方向对应Ncr值小于平坡条件下4.5%～23.1%,内摩擦角φ越大相对降低量越大;②Ncr随φ增加而逐渐增大,φ较大时需考虑剪胀效应对稳定性的影响;③失稳临界状态发生时隧道掌子面由两条主要剪切带、三角形刚性运动楔形区和前方塑性区组成,上坡条件下（θ=10°）剪切带和塑性区旋转,剪切带与塑性区路径、范围减小,从而掌子面稳定性变差。

论文目录

• 1 引言
• 2 考虑纵坡的隧道掌子面稳定性模型
•   2.1 问题描述与假定
•   2.2 上限有限元分析模型
•   2.3 围岩剪胀角的考虑
•   2.4 计算参数确定
• 3 临界加载系数Ncr分析
•   3.1 Ncr对比验证
•   3.2 临界加载系数Ncr变化规律
• 4 破坏模式讨论
•   4.1 破坏模式及对比分析
•   4.2 耗散能密度表示的破坏模式演化规律
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李少庭

关键词: 掌子面稳定性,纵向坡度,上限有限元,剪胀,临界加载系数,破坏模式

来源: 中外公路 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 中铁十八局集团第五工程有限公司

分类号: U451

DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.05.042

页码: 188-193

总页数: 6

文件大小: 2029K

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