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隧道围岩应力与变形一圆形隧洞围岩应力圆形隧洞围岩变形三隧道围岩应力变形分析的数值方法一

圆形隧洞围岩应力1二向等压下圆形隧洞围岩弹性应力得：讨论：1由于所以2在弹性、无支护情况下，围岩中应力与材料性质无关；3在弹性、无支护情况下，圆形洞壁的应力与洞室大小无关；4定义应力集中系数k为围岩与原岩中的最大主应力之比。在这里2二向不等压下圆形隧洞围岩弹性应力得反对称情况下围岩中应力：，即洞壁切向应力叠加上对称情况下围岩中应力得总应力当切向应力，洞壁出现拉应力。此时两侧帮出现拉应力

此时顶底板出现拉应力

所以洞璧不出现切向拉应力的条件为：

二向不等压下围岩应力分布应力集中系数分布图

应力集中系数3其它形状隧洞围岩的弹性应力圆形、椭圆形隧洞的应力集中系数最大值在顶底部，而正方形、矩形隧洞的最大值在四个角，圆形隧洞k的最大值为3，椭圆形达4，而矩形隧洞的尖角处从理论上可达无穷大，实际没有那么尖，也能达6~8。

应力集中系数决定于隧洞形状，与隧洞大小无关。应力影响范围正比于隧洞的大小，而与隧洞形状关系不大。当围岩是同一种岩石时，又只处于弹性变形状态，围岩应力分布与弹性模量无关，即与岩体性质无关。讨论：围岩破坏的两种情况：一是拉破坏；二是压剪破坏。

（1）在无支护情况下，当出现压剪破坏。（2）当满足下式出现拉破坏。塑性区围岩应力状态图（TaloberJ.KastnerH.）1、2——塑性区；3、4——弹性区1——松动区；2、3——承载区；4——原岩应力区

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二向等压下围岩弹塑性应力分析满足莫尔—库仑准则其中：得塑性区应力分布得弹性区应力分布可见，Rp与R0成正比，与p0同时增加，C、φ越小，Rp越大。即破坏区半径与隧洞大小成正比，与围岩强度成反比，围岩强度越大，破坏区越小。

得塑性圈半径若施加支护反力为p得塑性区应力分布得弹性区应力分布得塑性圈半径上式也可改写为以上两式就是修正了的芬纳公式。

5

破坏区大小计算的近似地推广应用1非圆形隧洞的近似计算法用图解法确定隧洞外接圆半径

图解法数解法对梯形2多种岩体的近似计算方法隧道围岩应力与变形一圆形隧洞围岩应力圆形隧洞围岩变形三隧道围岩应力变形分析的数值方法二

圆形隧洞围岩变形1二向等压下的围岩弹性变形得围岩位移洞璧的位移为2

二向不等压下的围岩弹性变形3二向等压下围岩的弹塑性变形隧洞围岩位移洞璧位移为

隧道围岩应力与变形一圆形隧洞围岩应力圆形隧洞围岩变形

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