【摘要】：介紹基于變分法給出地震作用下隧道掌子面坍塌破壞極值曲線解析表達式的方法。首先建立隧道開挖縱向參考平面,通過引入地震系數(shù)k給出地震作用下掌子面坍塌破壞塊體擬靜力計算模型,然后由Hoek Brown破壞準則及關聯(lián)流動給出破壞塊體的內力耗散功率,從而根據(jù)上限定理建立關于掌子面破壞曲線的泛函,再由Euler Lagrange方程得到相應破壞極值曲線的非線性偏微分方程,最后給出B=0.5時掌子面破壞極值曲線特解。經與數(shù)值分析對比表明解析結果在預測掌子面前方最遠距離zmax與數(shù)值結果較為一致,但破壞區(qū)域偏大。亦探討了滑動方向角?與掌子面壓力T?等參數(shù)變化對破壞極值曲線形狀的影響。分析表明:該方法預測地震作用下掌子面破壞曲線的具體表達式可以較為簡單且有效準確的反映掌子面前方區(qū)域受擾動特征,亦可以作為地震多發(fā)區(qū)隧道施工風險評價定量依據(jù)之一。
[Abstract]:Based on the variational method, the analytical expression of the extreme value curve of tunnel face collapse under earthquake action is introduced. Firstly, the longitudinal reference plane of tunnel excavation is established, and the pseudo-static model of collapse and failure block under seismic action is given by introducing the seismic coefficient k, and then the internal force dissipation power of the damaged block is given by Hoek Brown failure criterion and associated flow. According to the upper bound theorem, the functional of the metacarpal failure curve is established, and then the nonlinear partial differential equation of the corresponding damage extreme curve is obtained from the Euler Lagrange equation. At last, the special solution of the metacarpal failure extreme value curve when B = 0.5 is given. The comparison with the numerical analysis shows that the analytical results are consistent with the numerical results in the farthest distance zmax in front of the predicted face, but the damage area is larger. The angle of sliding direction is also discussed. With palm pressure? The influence of isoparametric change on the shape of failure extremum curve. The analysis shows that the concrete expression of the failure curve of the face of the palm under earthquake action can reflect the disturbance characteristics of the front area of the face of the palm more simply and accurately. It can also be used as a quantitative basis for risk assessment of tunnel construction in earthquake prone areas.
【作者單位】： 西安理工大學水利水電學院;西安理工大學土木建筑學院;中國電力工程顧問集團西北電力設計院;
【基金】：國家自然科學基金青年基金項目(51409208) 中國博士后基金項目(2014M562524XB)
【分類號】：U452.28

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：2175386