文献类型：期刊文章

作　　者：姜谙男[1] 张权[1] 许梦飞[1] 申发义[2] 张勇[2]

JIANG An-nan;ZHANG Quan;XU Meng-fei;SHEN Fa-yi;ZHANG Yong(Institute of Road and Bridge Engineering,Dalian Maritime University,Dalian 116026,Liaoning,China;Jilin Provincial Expressway Group Co.Ltd.,Changchun 130000,Jilin,China)

机构地区：[1]大连海事大学道路与桥梁工程研究所,辽宁大连116026 [2]吉林省高速公路集团有限公司,吉林长春130000

出　　处：《中国公路学报》

基　　金：国家自然科学基金项目(51678101);中央高校基本科研业务费专项资金项目(3132014326);吉林省交通运输科技项目(2017ZDGC-4,DQJ-2018-B07);辽宁省兴辽英才项目(XLYC1905015)。

年　　份：2020

卷　　号：33

期　　号：7

起止页码：135-144

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为了建立基于应变软化Hoek-Brown强度准则的围岩安全性评价方法,首先推导了Hoek-Brown准则与Mohr-Coulomb准则之间的关系,求得等效内摩擦角和黏聚力。其次将屈服接近度和破坏接近度进行变换统一到单元安全度量体系,进而总结了由Hoek-Brown应变软化参数表征的改进单元安全度(Zone Safety Index,ZSI)公式,实现了对单元的弹性、屈服和破坏状态的表达,并基于FLAC3D中FISH语言进行二次开发,编译了ZSI计算程序。随后,通过FLAC3D软件建立三维隧道模型,对该方法进行验证,并研究了Hoek-Brown准则参数对ZSI的影响规律。最后针对甄峰岭隧道大变形段的锚杆加固效果进行研究,利用ZSI法对大变形段不同长度锚杆加固方案进行安全稳定性对比分析,确定了较为合理的加固支护措施。研究结果表明:①ZSI小于1的区域与MIDAS的有效塑性应变区域基本一致,验证了ZSI程序的正确性,且ZSI可对岩体的弹性、屈服、破坏区域进行量化评价。②ZSI随地质强度指标GSI增加而增大,采用三次多项式进行拟合精度较高;随着单轴抗压强度σci增大,ZSI呈指数方程增加,具有较高的相关性,扰动越大,单元安全度越小,表征围岩稳定性越差,ZSI随扰动因数D呈双曲线递减趋势变化;③ZSI法能够作为隧道初期支护方案优化和安全性评价的参考指标,对相关隧道的优化结果显示,3 m长注浆锚杆,同时加强其他支护结构能有效控制事故区的大变形,且安全性较好。

关 键 词：隧道工程 改进单元安全度  数值模拟  围岩安全性  HOEK-BROWN强度准则 应变软化  

分 类 号：U451]