文档介绍：2017-4-3 1 围岩应力和位移的弹塑性分析?当围岩的二次应力状态可能超过围岩的抗压强度或是局部的剪应力超过岩体的抗剪强度,从而使该部分的岩体进入塑性状态。?此时坑道或发生脆性破坏,或在坑道围岩的某一区域内形成塑性应力区,发生塑性剪切滑移或塑性流动,并迫使塑性变形的围岩向坑道内滑移。?塑性区的围岩因变得松弛,其物理力学性质(c、??值)也发生变化。 2017-4-3 2限定讨论问题的条件?侧压力系数?=1时,圆形坑道围岩的弹塑性二次应力场和位移场的解析公式。?此时,荷载和洞室都呈轴对称分布,塑性区的范围也是圆形的,而且围岩中不产生拉应力。?因此,要讨论的只有进入塑性状态的一种可能性。 2017-4-3 3需要解决的问题是?确定形成塑性变形的塑性判据或破坏准则; ?确定塑性区的应力、应变状态; ?确定塑性区范围; ?弹性区内的应力。 2017-4-3 4分析问题的思路?①围岩的塑性判据; ?②塑性区内围岩的应力应满足塑性判据和平衡方程; ?③弹性区内围岩的应力应满足弹性条件和平衡方程; ?④在弹塑性边界上即满足弹性条件又满足塑性判据,且满足应力和位移的协调性 2017-4-3 51. 围岩的塑性判据?摩尔-库仑条件作为塑性判据: ?其塑性条件是,可以在?- ??平面上表示成一条直线,称为剪切强度线,它对σ轴的斜率为tgφ,在τ轴上的截距为 c。?摩尔-库仑条件的几何意义是:若岩体某截面上作用的法向应力和剪应力所绘成的应力圆与剪切强度线相切,则岩体将沿该平面发生滑移。 2017-4-3 6 材料强度包络线及应力圆?最大主应力?最小主应力?R c的表达式 cR c?? sin 1 cos 2?? 2017-4-3 7 ?塑性判据:式( )或式( ) ?式( ) 0 cos 2) sin 1() sin 1( p p ??????????c r t ?????? sin 1 sin 1 cot cot p p?????c c t rcR R c rt ???????? sin 1 cos 2, sin 1 sin 1,0 cpp???????? 2017-4-3 8 ?当??=1时,坑道周边的??将该值代入式( ),即可得出隧道周边的岩体是否进入塑性状态的判据为: ? zt??2?0? r? C zR??2 2017-4-3 9 ?实际上岩石在开挖后由于爆破、应力重分布等影响已被破坏, 其c、??值皆有变化。?设以岩体的残余粘聚力 c r 和残余内摩擦角?? r 表示改变后的岩体特性,则( ) 式可写成式( )的形式。 0 rrr??? crrtR??? 2017-4-3 102. 轴对称条件下围岩应力的弹塑性分析塑性区内单元体的受力状态