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  • 城市建設理論研究(電子版)

隧洞混凝土襯砌彈塑性力學分析

作者:趙巧明 
作者單位:江蘇省無錫交通高等職業(yè)技術學校 

摘要:將隧洞混凝土襯砌考慮為多孔介質,綜合考慮隧洞內外水壓力作用,運用三剪強度準則、損傷力學理論,推出襯砌彈性區(qū)與塑性區(qū)應力以及損傷區(qū)半徑解析解表達式,分析主剪切面應力對材料破壞影響程度參數b,混凝土孔隙率λ,損傷后降模量與彈性模量比值η/E,內水壓力p0,外水壓力pm等因素,與塑性區(qū)半徑r1的關系。結果表明:當混凝土襯砌尺寸和強度等級不變且:①p0不變而pm變化情況下,孔隙率為λ=0與λ=0.4時,襯砌所能承受的極限承載能力相差65%;當η/E=0.5與η/E=2.5時,襯砌承受的極限承載能力相差32.3%;當b=0與b=0.048時,襯砌承受的極限承載能力相差20.7%;②pm不變而p0變化的情況下,孔隙率為λ=0與λ=0.4時,襯砌承受的極限承載能力相差77.6%;η/E=0.5與η/E=2.5時,襯砌承受的承載能力相差44.3%;當b=0與b=0.048時,襯砌承受的極限承載能力相差16.6%;由此可見,混凝土孔隙率λ,η/E,b值,p0、pm等參數對混凝土極限承載能力影響顯著;隨著孔隙率λ的逐漸減小,襯砌襯砌內外水壓力極限荷載都逐漸增大;隨著η/E的增大,襯砌內外水壓力極限荷載體現相反的規(guī)律。

關鍵詞:襯砌;損傷力學;滲流;三剪強度準則;極限承載能力;流固耦合

DOI:10.12359/202521051

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