土体内空穴球形扩张问题的一般解及应用

根据土塑性力学的基本原理 ,首次解得了土体内空穴球形扩张时塑性区范围大小的理论计算公式 ,进而得到了空穴球形扩张时引起周围土体内塑性区和弹性区应力场和位移场的解析解 ,塑性区内弹性和塑性体积变化、总塑性体积变化和总弹性体积变化以及它们的比例。经与工程测试数据对比 ,二者比较接近 ,说明该计算方法具有实用价值。另外还就土体参数变化和不同排水条件对空穴球形扩张各种结果的显著影响进行了分析。

平面三向应力场中隧洞位移解及变化规律研究

为了揭示复杂应力场中隧洞围岩位移变化规律,基于平面三向应力场中圆形隧洞析解理论,推导了平面三向应力场中隧洞围岩位移解析解,并通过Matlab软件编程,研究了围岩位移随应力场环境的变化规律。结果表明:平面三向应力场中各因素对塑性区半径的影响规律与双向应力场中相似;平面三向应力场中当应力场比例系数λ_(1)=1.0,λ_(2)从1.0增到3.6或降至0.35时,隧洞围岩位移呈现竖向细腰葫芦形→类蝶形→非对称蝶形的变化规律;此外,与双向应力场相比,平面三向应力场中隧洞围岩位移不再局限于拱肩和拱脚部位,且不同方位围岩位移显著不同。研究结果直观地诠释了隧洞围岩位移随应力场的变化规律,可为类似工程灾变防治提供借鉴。

土体内柱形孔扩张问题的一般解及剪胀角的影响分析

根据土塑性力学的基本原理,在考虑材料剪胀性的情况下,解得了土体内柱形孔扩张时塑性区范围大小的理论计算公式,进而得到了柱形孔扩张时引起周围土体内塑性区和弹性区应力场和位移场的解析解。研究了剪胀角ψ对弹塑性交界处半径R的影响并给出了剪胀角的测试方法。通过算例研究发现,弹塑性交界处半径R随着剪胀角ψ的增大而逐渐减小,塑性区平均体积应变却随着剪胀角ψ的增大而增大。