引入环向压应力系数的竖井井壁空间被动土压力新解

若采用哈尔-卡门完全塑性准则,通过简化滑移线法求解的竖井井壁空间被动土压力值偏大,在工程应用中偏于保守。为了更加准确地计算竖井井壁的空间被动土压力值,引入一个环向压应力系数,对哈尔-卡门完全塑性准则进行修正,此时井壁围岩微元体上径向正应力最大、环向正应力次之、轴向正应力最小,并针对轴对称竖井围岩被动极限平衡状态开展分析,从而推导了一般环向压应力系数下竖井井壁空间被动土压力计算新解。分析表明:环向压应力系数对竖井井壁空间被动土压力有较大影响,呈现环向压应力系数越大、井壁空间被动土压力值越小的特点。建议在工程应用中,采用环向压应力系数为静止土压力系数的倒数时的竖井井壁空间被动土压力值。

基于统一强度理论的竖井井壁空间被动土压力计算

为了完善轴对称竖井井壁空间被动土压力的计算方法,本文基于统一强度理论,针对竖井围岩被动极限平衡状态开展分析,推导了竖井井壁空间被动土压力计算新解。分析表明:竖井井壁空间被动土压力随竖井深度呈非线性分布,同时统一强度理论中参数b和中间主应力参数m均对井壁空间被动土压力有较大影响,随着b值的增大,井壁空间被动土压力增大,且当m为1–sinφ_(0)时,井壁空间被动土压力为最大值。

基于Mogi-Coulomb强度准则的竖井井壁空间被动土压力新解

合理选择岩土强度准则对竖井井壁的土压力计算和支护设计具有重要意义,基于Mogi-Coulomb强度准则,针对竖井围岩被动极限平衡状态开展分析,推导了竖井井壁空间被动土压力新解,并将所得结果进行比较验证,得到了中主应力系数对井壁空间被动土压力分布规律的影响.分析表明:竖井井壁空间被动土压力随竖井深度呈幂函数曲线分布,当中主应力系数b小于0.5时井壁空间被动土压力随着b值的增大而增大,当b大于0.5时井壁空间被动土压力随着b值的增大而减小,且b为0.5时被动土压力值为最大值,结果关于中间主应力系数b为0.5对称,较好地反映了岩土强度的中主应力效应及其区间性.