非线性破坏准则下浅埋隧道围岩压力极限分析:有效性与系数影响

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本文主要探讨了在非线性破坏准则下浅埋隧道围岩压力的极限分析问题。论文由杨小礼和王作伟两位作者于2010年发表在《中南大学学报(自然科学版)》第41卷第1期,针对浅埋隧道的工程实际,他们采用了土体非线性破坏准则作为理论基础,结合泰沙基破坏模式,这是一种常见的用于估算岩土结构稳定性的重要模型。 极限分析法中的上限定理是研究的核心工具,它允许在不完全了解土体内部复杂应力状态的情况下,求得围岩压力的保守估计。通过这种方法,作者推导出了一种计算非线性破坏准则下浅埋隧道围岩压力的公式,这个公式考虑了土体的非线性行为,能够更准确地反映实际工程中的力学响应。 在求解过程中,作者采用了序列二次规划算法进行优化分析,这种算法的优势在于能够在满足一定条件的前提下找到围岩压力上限解的最优值。通过这种方法,他们揭示了非线性系数m对于围岩压力上限解的重要影响,当m等于1时,非线性破坏准则退化为线性的Mohr-Coulomb准则,此时本文方法的计算结果与传统的泰沙基极限平衡法的计算结果呈现出良好的一致性,这验证了作者所提方法的有效性和准确性。 关键词部分,"非线性破坏准则"、"浅埋隧道"、"围岩压力"以及"上限定理"都是论文的核心概念,它们共同构成了研究的基础框架。研究结果对于工程设计者来说具有实际意义,因为它提供了在处理浅埋隧道施工中可能遇到的复杂地质条件时,如何合理估计和控制围岩压力,以确保隧道安全和稳定性的指导。 这篇论文通过对非线性破坏准则的应用,不仅深化了我们对浅埋隧道围岩压力极限分析的理解,还为工程实践提供了一种有效的方法来预测和控制这种关键参数,对于提高隧道工程的安全性和经济效益具有重要的理论和应用价值。