考虑应力路径的深埋高地温隧洞黏弹-塑性围岩解析解

作     者：王家辉 姜海波 喻天龙 WANG Jia-hui;JIANG Hai-bo;YU Tian-long

作者机构：石河子大学水利建筑工程学院石河子832003 新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司石河子832003 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第16期

页      面：6882-6890页

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51769031) 兵团区域创新引导计划(2021BB004) 

主　　题：水工隧洞 应力路径 温度应力 温度场 黏弹-塑性 让压支护 

摘      要：高地温深埋水工隧洞黏弹-塑性岩体中,由于高温环境的影响和隧洞降温等,致使围岩产生一定的温度应力。因此研究高地温隧洞围岩解析解时必须研究温度应力对围岩塑性区以及应力应变的影响。基于广义Kelvin模型与Bingham模型组成的高地温深埋水工隧洞黏弹塑性围岩力学模型,并在考虑应力路径对围岩与支护的影响下,结合高地温环境中温度应力对围岩与衬砌的影响,进而推导高地温环境热力耦合作用下围岩应力、应变、洞壁位移以及围岩塑性区半径的解析解。基于新疆某高地温水工隧洞工程进行分析与计算,对温度、围岩应力应变及塑性区半径的关系展开理论计算与分析。结果表明:考虑温度应力后计算得到的围岩位移更小。当隧洞内温度变化到达一定量时,所产生的温度应力可能会对围岩与衬砌相互作用的稳定性产生影响。