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等值地应力下岩质圆形隧道位移释放系数比较及应用

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岩石力学与工程学报 2015年第3期34卷 498-510页

作者：张常光曾开华长安大学建筑工程学院陕西西安710061 南昌工程学院江西省水利土木特种加固与安全监控工程研究中心江西南昌330099

隧道前期变形是利用收敛约束法确定支护压力和围岩稳定变形的关键,在分析隧道开挖面空间效应机制的基础上,总结具有代表性的深埋岩质圆形隧道位移释放系数公式,对其进行分类、适用性及空间效应的比较,得到不同位移释放系数、不同支护施... 详细信息

隧道前期变形是利用收敛约束法确定支护压力和围岩稳定变形的关键,在分析隧道开挖面空间效应机制的基础上,总结具有代表性的深埋岩质圆形隧道位移释放系数公式,对其进行分类、适用性及空间效应的比较,得到不同位移释放系数、不同支护施作距离和不同控制目标下的收敛约束差异。研究结果表明:以围岩塑性区最大半径为基础的位移释放系数对弹性围岩和各种弹塑性围岩均适用,具有广泛的工程应用前景;弹性位移释放系数仅适用于弹性围岩,常用塑性位移释放系数仅适用于相对半径为2的隧道围岩;不宜将依据距开挖面较远处得到的支护压力而设计的支护结构随意前移构筑,应依据实际工程的围岩特性,合理选择位移释放系数公式,适时施作不同刚度的支护。

关键词：隧道工程收敛约束法位移释放系数支护压力围岩稳定变形

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收敛约束法中隧道开挖面空间效应方法比较

岩土力学 2016年第5期37卷 1417-1424页

作者：张常光曾开华长安大学建筑工程学院陕西西安710061 南昌工程学院土木与建筑工程学院江西南昌330099 南昌工程学院江西省水利土木特种加固与安全监控工程研究中心江西南昌330099

合理的开挖面空间效应方法是充分调动与发挥围岩自承载能力的前提,对2种代表性的开挖面空间效应方法:T-N(09)支护力系数法和V-D(09)位移释放系数法,进行了来源、因素考虑、适用范围、空间效应实现及收敛约束差异等的定性与定量比较。研... 详细信息

合理的开挖面空间效应方法是充分调动与发挥围岩自承载能力的前提,对2种代表性的开挖面空间效应方法:T-N(09)支护力系数法和V-D(09)位移释放系数法,进行了来源、因素考虑、适用范围、空间效应实现及收敛约束差异等的定性与定量比较。研究结果表明:2种开挖面空间效应方法都易与围岩特征曲线相结合,便于实际工程应用,且在一定参数范围内二者具有很好的一致性;T-N(09)支护力系数法仅适用于理想弹-塑性围岩,得到的支护压力偏小、围岩稳定变形偏大,应对其材料模型及参数范围进行有效拓展;V-D(09)位移释放系数法适用于各种弹塑性围岩,能较直观地反映开挖面空间效应的变化及影响范围,具有广泛的工程应用前景。

关键词：开挖面空间效应支护力系数位移释放系数支护压力围岩稳定变形

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非饱和土统一强度理论及真三轴试验结果验证

岩石力学与工程学报 2015年第8期34卷 1702-1711页

作者：张常光范文赵均海长安大学建筑工程学院陕西西安710061 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

非饱和土的真三轴强度准则及三向应力状态预测是实现非饱和土理论工程应用的重要问题,依据非饱和土的双应力状态变量及吸附强度特性,构建适用于非饱和土的双剪单元体模型,继而建立分段线性的非饱和土统一强度理论,分析其特例、平面极限... 详细信息

非饱和土的真三轴强度准则及三向应力状态预测是实现非饱和土理论工程应用的重要问题,依据非饱和土的双应力状态变量及吸附强度特性,构建适用于非饱和土的双剪单元体模型,继而建立分段线性的非饱和土统一强度理论,分析其特例、平面极限线和空间极限面的特性,并用已有的非饱和粉砂的刚性与柔性真三轴试验结果进行验证。研究结果表明:本文非饱和土统一强度理论的极限线覆盖了所有外凸区域,饱和土的统一强度理论以及非饱和土的Mohr-Coulomb强度准则均为其特例,而且还包括很多新的强度准则;非饱和粉砂的所有真三轴试验数据均落在非饱和土统一强度理论的极限线范围内,并与统一强度理论参数b=1/2时的预测值吻合较好;外接圆Drucker-Prager准则不能反映非饱和土的真实强度特性,b=1/2时非饱和土统一强度理论可线性逼近拓展的非线性SMP准则。

关键词：土力学非饱和土双剪单元体模型统一强度理论中间主应力基质吸力

关于“对‘考虑中间主应力常用破坏准则的适用性研究’的讨论”的答复

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岩石力学与工程学报 2012年第11期31卷 2375-2376页

作者：赵春风杨砚宗张常光同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092 上海长凯岩土工程有限公司上海200070 长安大学建筑工程学院陕西西安710061

非常感谢侯公羽教授对＂考虑中间主应力常用破坏准则的适用性研究[1]＂（刊登于2011年第2期,以下简称为原文）的审阅及细致的点评,这些意见将对作者今后的论文撰写有很大的帮助,同时感谢《岩石力学与工程学报》编辑部给笔者及读者提供... 详细信息

非常感谢侯公羽教授对＂考虑中间主应力常用破坏准则的适用性研究[1]＂（刊登于2011年第2期,以下简称为原文）的审阅及细致的点评,这些意见将对作者今后的论文撰写有很大的帮助,同时感谢《岩石力学与工程学报》编辑部给笔者及读者提供这样一个交流的平台。

关键词：中间主应力破坏准则适用性《岩石力学与工程学报》答复论文撰写编辑部

平面应变条件下非饱和土抗剪强度统一解及应用

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岩土工程学报 2011年第1期33卷 32-37页

作者：张常光胡云世赵均海同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092 衢州学院浙江衢州324000 长安大学建筑工程学院陕西西安710061

基于统一强度理论和非饱和土双应力状态变量抗剪强度,合理考虑中间主应力效应,推导了平面应变条件下非饱和土双应力状态变量抗剪强度统一解,进而考虑中间主应力、特别是基质吸力高低的不同影响,建立了非饱和土主动、被动土压力和任意侧... 详细信息

基于统一强度理论和非饱和土双应力状态变量抗剪强度,合理考虑中间主应力效应,推导了平面应变条件下非饱和土双应力状态变量抗剪强度统一解,进而考虑中间主应力、特别是基质吸力高低的不同影响,建立了非饱和土主动、被动土压力和任意侧压力系数下均适用的条形地基临界荷载解析解。本文解析解具有广泛的理论意义,根据实际工程具体情况,可进行多种选择。研究结果表明:在低基质吸力范围内,非饱和土被动土压力和条形地基临界荷载随着统一强度理论参数和基质吸力的增大而不断增加,主动土压力则相反;在高基质吸力范围内,被动土压力和临界荷载均逐渐减小并趋于稳定;超固结比对条形地基临界荷载的影响较小。

关键词：非饱和土统一强度理论土压力临界荷载高基质吸力

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基于双剪统一强度理论的球壳弹塑性性能

长安大学学报（自然科学版） 2013年第6期33卷 74-78页

作者：赵均海朱倩张常光李艳长安大学建筑工程学院陕西西安710061

为研究内压作用下球壳的弹塑性承载特性,以双剪统一强度理论为基础,考虑中间主应力及材料拉压异性的影响,分析了内压作用下球壳的弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段,建立了适用于不同材料的极限内压统一解,探讨了半径比、拉压比对统一解... 详细信息

为研究内压作用下球壳的弹塑性承载特性,以双剪统一强度理论为基础,考虑中间主应力及材料拉压异性的影响,分析了内压作用下球壳的弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段,建立了适用于不同材料的极限内压统一解,探讨了半径比、拉压比对统一解的影响特性。研究结果表明:此方法使球壳的理论计算得到统一;弹、塑性极限内压均随半径比增加而增大,随拉压比增加而减小,材料的拉压强度差异对球壳的极限内压影响明显;通过算例验证了解析解的正确性,说明双剪统一强度理论可以得出更符合材料性质的极限载荷。该推导结果具有通用性,为球壳的设计及工程应用提供了一定的参考。

关键词：结构工程双剪统一强度理论球壳拉压比极限内压

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考虑应变软化、剪胀和渗流的水工隧洞解析解

岩土工程学报 2009年第12期31卷 1941-1946页

作者：张常光张庆贺赵均海同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092 长安大学建筑工程学院陕西西安710061

基于统一强度理论和弹脆塑性软化模型,考虑不同工况下主应力顺序、岩石应变软化、剪胀和渗流等综合影响,推导了圆形水工压力隧洞应力和洞壁位移解析解。通过工程算例,比较本文方法与传统方法的不同,说明考虑第一主应力的变化和渗流体积... 详细信息

基于统一强度理论和弹脆塑性软化模型,考虑不同工况下主应力顺序、岩石应变软化、剪胀和渗流等综合影响,推导了圆形水工压力隧洞应力和洞壁位移解析解。通过工程算例,比较本文方法与传统方法的不同,说明考虑第一主应力的变化和渗流体积力更符合工程实际,并得出统一强度理论参数、软化特性参数和剪胀特性参数对隧洞切向应力和洞壁位移的影响特性。隧洞设计时,应依据围岩材料特性合理地选取统一强度理论参数,并考虑由于软化特性参数和剪胀特性参数的减小对隧洞切向应力和洞壁位移增大的影响。该结果为圆形水工压力隧洞弹塑性分析提供了理论依据,对工程设计有一定的参考价值。

关键词：地下工程水工压力隧洞统一强度理论应变软化剪胀渗流

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考虑应变软化及剪胀的井壁稳定统一解

煤炭学报 2009年第5期34卷 634-639页

基于统一强度理论和弹脆塑性软化模型,考虑岩石应变软化和剪胀特性,对井壁围岩进行弹塑性应力和位移分析,推导出井壁围岩缩径问题的弹性极限荷载、井眼压力和井壁位移统一解,并给出了井眼压力、井壁位移与塑性软化区半径之间的关系.进... 详细信息

基于统一强度理论和弹脆塑性软化模型,考虑岩石应变软化和剪胀特性,对井壁围岩进行弹塑性应力和位移分析,推导出井壁围岩缩径问题的弹性极限荷载、井眼压力和井壁位移统一解,并给出了井眼压力、井壁位移与塑性软化区半径之间的关系.进一步分析统一强度理论参数、应变软化特性参数和剪胀特性参数对统一解的影响,克服了以往基于Mohr-Coulomb强度准则或双剪强度理论的理想弹塑性解的不足,所得统一解可适用于不同强度理论的各类岩石材料的弹塑性分析.以井壁位移或变形作为控制条件的工程,不能不考虑剪胀的影响.

关键词：应变软化剪胀井壁稳定统一强度理论地下工程

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非饱和土刚性挡墙抗倾覆临界嵌固深度研究

岩石力学与工程学报 2014年第11期33卷 2360-2369页

作者：张常光赵均海朱倩长安大学建筑工程学院陕西西安710061

基坑周围土体实际处于非饱和状态,忽略基质吸力的饱和土挡墙抗倾覆设计不合理。基于非饱和土的平面应变抗剪强度统一解,考虑非饱和土强度的中间主应力效应和非线性,利用力矩相等推导基质吸力均匀和线性2种分布下基坑刚性挡墙的抗倾覆临... 详细信息

基坑周围土体实际处于非饱和状态,忽略基质吸力的饱和土挡墙抗倾覆设计不合理。基于非饱和土的平面应变抗剪强度统一解,考虑非饱和土强度的中间主应力效应和非线性,利用力矩相等推导基质吸力均匀和线性2种分布下基坑刚性挡墙的抗倾覆临界嵌固深度方程,给出工程应用步骤,并得到新提出的抗倾覆临界嵌固系数的参数影响特性。所得结果为系列化的有序解答,具有广泛的理论意义和很好的适用性。研究表明:基坑刚性挡墙抗倾覆设计的强度理论效应明显,考虑中间主应力效应可以更加发挥非饱和土体的强度潜能;基质吸力及其分布对抗倾覆临界嵌固系数具有显著影响,应合理假定基质吸力分布并采取工程措施确保其稳定存在;处理非饱和土强度非线性影响有2种方法,采用稳定较小吸力角的方法 1简单偏保守,采用分段双曲线吸力角的方法 2精确稍复杂,应正确认识高基质吸力对非饱和土强度及其结构设计的双重影响。

关键词：土力学非饱和土基坑挡墙临界嵌固深度中间主应力强度非线性