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《长安大学》 2008年
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圆形压力隧洞弹塑性应力和位移分析

张常光  
【摘要】: 压力隧洞是土木工程中常见的结构物之一,常设计为圆形,并设置衬砌。目前圆形压力隧洞的研究都是集中在某一方面,如衬砌的不同处理、强度准则的选取、不同工况下主应力顺序的变化、岩石材料的应变软化和剪胀特性、渗流体积力和孔隙水压力的影响等,所得结论与实际情况存在差异。因此,同时考虑不同工况下主应力顺序、岩石应变软化、剪胀和渗流作用等综合影响,采用统一强度理论对圆形压力隧洞应力场和位移场进行研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。 针对具有衬砌的圆形水工压力隧洞,本文所做的主要工作为: 利用统一强度理论和水工压力隧洞的基本知识,推导了平面应变状态下的统一强度理论方程,考虑到材料应变软化和施工期与运行期不同应力条件的影响,得出不同工况下初始屈服面和后继屈服面的表达式;基于平面应变状态下统一强度理论和弹脆塑性软化模型,在水工隧洞施工期以径向应力为第一主应力,在运行期以切向应力为第一主应力,根据施工期和运行期渗透水压力分布规律,分别推导出施工期具有剪胀和软化特性的围岩及处于弹性状态的衬砌应力、位移统一解,和在施工期含水围岩处于弹性状态、施工期含水围岩处于弹塑性状态两种情况下,运行期具有剪胀和软化特性的围岩及处于弹性状态的衬砌应力、位移统一解,并讨论了不同的渗透系数比值k d /k c,统一强度理论参数b ,软化特性参数c_1、φ_1和剪胀特性参数h对施工期和运行期衬砌与围岩应力和位移的影响。 本文通过对隧洞含水围岩和衬砌施工期和运行期应力、位移统一解的推导,得出了不同工况下隧洞的不同力学性能及参数的不同影响,为理论研究和工程的实际应用奠定了一定的基础。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TV672.1

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【引证文献】
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1 杨春雨;盾构隧洞的地震响应分析[D];大连理工大学;2011年
2 张先伟;渗流效应下隧道围岩弹塑性分析及施工优化研究[D];中南大学;2012年
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【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 姚仰平;侯伟;罗汀;王乃东;孔玉侠;;统一硬化模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
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9 夏桂云;Yoshimine M;宋丽;;统一强度理论对土质材料的实验验证和对比[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
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6 李国富;高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究[D];太原理工大学;2010年
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8 肖卫国;节理岩体本构模型和其细观力学方法理论研究[D];北京交通大学;2011年
9 康富中;深埋超大规模地下铁路车站结构方案及关键支护参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
10 杜朝伟;海底隧道衬砌水压力及结构受力特征研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
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9 邓超荣;基于破碎围岩条件的小间距隧道围岩稳定性分析[D];长沙理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪东林;;注浆加固技术在浅埋暗挖隧道中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年06期
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5 吉小明;王宇会;;隧道开挖问题的水力耦合计算分析[J];地下空间与工程学报;2005年06期
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8 刘德付;苏华友;;不同地层中隧洞管片衬砌结构计算分析[J];地下空间与工程学报;2009年02期
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10 王元丰,梁亚平;高性能混凝土的弹性模量与泊松比[J];北方交通大学学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吕爱钟;张路青;;用于提高立井井壁弹性极限承载力的梯度功能材料反演[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
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2 孔恒;城市地铁隧道浅埋暗挖法地层预加固机理及其应用研究[D];北京交通大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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5 刘福胜;隧道渗透水压力的研究及工程应用[D];重庆交通大学;2009年
6 马青;基于损伤理论的圆形水工压力隧洞围岩应力场分析[D];长安大学;2009年
7 柴洁;海床地基土静、动力变形与强度分析及孔压研究[D];大连理工大学;2010年
【二级引证文献】
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1 高召宁;孟祥瑞;付志亮;;考虑渗流、应变软化和扩容的巷道围岩弹塑性分析[J];重庆大学学报;2014年01期
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4 曾开华;黎剑华;许家雄;叶青;;考虑衬砌屈服的深埋水工隧洞应力解析解[J];中南大学学报(自然科学版);2012年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张宁;功能梯度混凝土立井井壁承载性能研究[D];华北电力大学;2012年
2 项志敏;浅埋隧道围岩稳定性分析与施工关键技术研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐孟林;渗流水对隧道围岩应力及位移影响的研究[D];大连大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 许东俊;耿乃光;;岩石强度随中间主应力变化规律[J];固体力学学报;1985年01期
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10 蒋明镜,沈珠江;考虑剪胀的弹脆塑性软化柱形孔扩张问题[J];河海大学学报;1996年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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1 刘晓晖;水力劈裂作用对压力隧洞洞壁裂缝稳定性的影响研究[D];西北农林科技大学;2010年
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5 王小军;高水头引水隧洞衬砌结构非线性有限元分析[D];西安理工大学;2010年
6 张新海;基于粘结裂缝模型的混凝土衬砌压力隧洞水力劈裂分析[D];浙江大学;2013年
7 张博;环锚无粘结预应力混凝土衬砌结构优化[D];天津大学;2012年
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