[發明專利]一種考慮圍巖非線性軟化和剪脹特性的地下洞室分析方法

在審

• 申請號: 201410839576.7
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104596837A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 張斌偉;嚴松宏
• 申請（專利權）人: 張斌偉;嚴松宏
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種考慮圍巖非線性軟化和剪脹特性的地下洞室分析方法，其特征在于，該考慮圍巖非線性軟化和剪脹特性的地下洞室分析方法包括以下步驟：

步驟一，確定地下洞室的幾何參數：h₁-地下洞室埋深；h₂-地下洞室總高度；B-地下硐室的總跨度；r₀-地下洞室開挖的等效半徑；P_i-地下洞室的支護壓力；

步驟二，確定巖體的地應力和強度參數：P₀-巖體初始地應力；σ_c-巖塊的單軸抗拉強度；E-巖塊的彈性模量；μ-巖塊的泊松比；Φ-內摩擦角；Φ_r-剪脹角；m、s-原巖的Hoek-Brown強度參數；m_r、s_r-巖體破碎區的Hoek-Bronw強度參數；

步驟三，不論何種模型，Elastic-Plastic界面處徑向應力只與原巖應力p₀和原巖強度m，s有關，得塑性區的半徑R；

步驟四，求得地下洞室塑性區半徑R，由雙曲線軟化模型得到洞周任意點的塑性強度參數m_r(r)，s_r(r)；

步驟五，求解塑性區應力迭代計算公式，得塑性區應力分布形態、洞周圍巖的變形量、支護應力的優化分析。

2.如權利要求1所述的考慮圍巖非線性軟化和剪脹特性的地下洞室分析方法，其特征在于，在步驟三中，塑性區的半徑R為：

R=r0exp[F(στR)-F(pi)σc]]]>

F(σrR)=f(σrR)-Bln[f(σrR)+B]mf(σrR)=B2+4AmσrRσc+4Asσc2]]>

A=[2+b2(1+b)]2B=mb2(1+b)σc]]>

公式中：P_i-為洞周支護應力；σ_rR-為Elastic-Plastic界面處徑向應力；b-為中間主應力系數；m、s-為原巖的Heok-Brown強度準則。