基于双剪统一强度理论应变模型的隧道结构稳定性分析

摘要

论文基于双剪统一强度准则应变软化模型对圆形隧道稳定性的分析,提出一种简单的数值计算方法来对围岩进行弹塑性分析.本文采用差分法,基于广义形式的双剪应力屈服准则,并采用相关联流动法则,建立本构方程.对于应变软化模型,本文选定塑性应变增量作为软化参数,并且假设强度参数随软化参数成线性函数关系.弹性区的解答引用拉梅解答,而求解塑性区的解答时,将塑性区分成很多微元圆环,并假设每个圆环的径向应力σr沿半径向内均匀递减;其次,建立每个微元圆环的平衡微分方程、本构方程、几何方程及相邻两微元之间的应力增量和应变增量的关系.从弹塑性交界面处的塑性区最外一个圆环开始,求解出每一个微元圆环的解答.并且利用MATLAB进行编程求解出最终的结果:应力场、应变场、径向位移场的数值解.此外还分析讨论了中间主应力影响系数b,软化参数临界值η*对解答的影响,并分析了影响塑性区半径的因素.