洞室围岩三向应力与渗流影响下的弹塑性分析

"三向互等地应力及渗流作用下洞室围岩的弹塑性分析" 本文主要探讨了在三向互等地应力及渗流共同影响下，洞室围岩的弹塑性行为。作者孟庆祥和刘睿基于统一强度理论，采用拟平面假定，对洞室围岩的力学特性进行了深入研究。统一强度理论是一种综合考虑岩石多因素破坏特性的理论，它可以更全面地描述岩石在不同应力状态下的响应。 在三向等应力场（即三个主应力相等）的作用下，传统观点认为洞室围岩的弹塑性区域是单一的。然而，本文提出了一种新的划分方法，将围岩的弹塑性区域分为两个部分：当主应力方向的应力小于某一临界值时，形成一个塑性区（记为θ<σ），其半径为R1；当主应力方向的应力超过这个临界值时，出现另一个塑性区（记为θ>σ），其半径为R2。这种划分考虑了轴向地应力z_p对竖井围岩的具体影响，更加符合实际工程中的复杂应力状态。 此外，文章还考虑了渗流对围岩稳定性的影响。渗流不仅改变了围岩内部的应力分布，还可能诱发或加剧岩石的破坏。通过数学模型，作者计算了在渗流作用下，围岩的应力、应变以及弹塑性区域半径的变化。这些解析解对于理解渗流如何影响洞室围岩的稳定性至关重要，对于预测和控制隧道工程的安全具有实际指导意义。 关键词涉及到的领域包括统一强度理论，该理论是分析岩石破坏的一种重要工具，它结合了剪切、拉伸等多种破坏机制。拟平面假设简化了三维问题的分析，使得计算更为可行。渗流分析是地质力学中的关键环节，尤其在水文地质条件复杂的工程中。而弹塑性分析则是对岩石在承受应力达到一定程度后的变形行为进行研究，这对于预测和评估岩石工程的安全性至关重要。 该论文对洞室围岩在三向互等地应力和渗流共同作用下的弹塑性行为进行了深入研究，提供了新的理论框架和计算方法，对水利工程、隧道建设等领域的工程实践有着积极的参考价值。