岩土数值极限分析方法的发展与应用

固体材料受力后从弹性发展到塑性、再发展到破坏,表明屈服与破坏是不同的。本文简述了岩土材料的屈服准则,并提出岩土材料的屈服准则体系,提出材料应力场中点破坏和整体面破坏2种概念及其定义,并用传统极限分析方法定义材料的整体面破坏准则。回顾分析传统极限分析方法的求解特点,由此指出传统极限分析法与数值分析法的不足,两者结合形成近年发展的数值极限分析方法,使极限分析方法的适用范围大幅扩大。就传统极限分析法与数值极限法的内涵、特点做深入的分析,论证了方法的可靠性,同时指出数值极限分析法的优越性及其存在的问题,最后举例说明数值极限分析方法在岩土工程中的边(滑)坡、地基以及隧道工程中的广泛适用性。

应力释放后隧道稳定安全系数研究

实际隧道工程中初期支护的变形量远大于其弹性变形值而产生塑性变形,为此将初期支护视作弹塑性材料,采用有限元数值极限分析方法量化隧道围岩,围岩和支护的共同作用可采用特征线法反映。结果表明,应力释放率不大时围岩安全系数不变;而超过某一值后,支挡结构的支护效率降低,围岩安全系数减小。文章基于强度折减法和特征线法,提出了求解应力释放时隧道围岩安全系数的方法,为隧道设计提供理论基础和计算方法。

隧道特征线法的修正与发展

传统的特征线法将初衬作为弹性构件,而实际隧道工程初衬变形远大于弹性变形,必然会进入塑性阶段。为此将初衬视作弹塑性材料对传统特征线法进行修正,并应用数值极限分析方法求解隧道围岩的安全系数,由此可获得严格力学计算下修正的围岩和初衬的特征曲线及其围岩压力。提出的基于强度折减数值极限分析的修正特征线法完全可以定量地解决隧道工程设计计算问题,为隧道设计提供理论基础和计算方法。