讨论:
1).K0=1; ph=pv(K0=1静水压力式的天然应力场) 洞室周围处于等压状态,(Ⅰ)式变为
??r02???r?pv??1?r2???????r02??????pv??1?r2??, 推出
????r??0????
??rr02??1?2r?pvr02?????1?2
r?pv??r??0??取
??r或 ?为应力集中系数,绘制应力集中系数分布曲线。 pvpvrσ-Pvσθ-Pr2σθ121σr2r/r03
① σr 分布:
洞室开挖后,围岩中的径向应力σr 始终小于岩体初始应力γH。 即σr<P0=γH
②切向应力??大于pv; 在洞壁上最大??=2P0=2γH ③ 当r=6r0时
1??1?1?P?P
?r??1?P?P????0?02?02?0?6??6?离洞中心三倍洞直径的地方;其应力基本上为岩体的天然应力。 所以,洞室开挖的影响范围是三倍洞直径。
2).K0=0
即ph?0,仅有垂向应力(单向受压状态)
?pv?r02?pv?4r023r04?1?2???1?2?4?cos2???r??????2?r?2?rr???pv?r02?pv?3r04??1?2???1?4?cos2?????????? 2?r?2?r???pv?2r023r04??r???1?2?4?sin2????2?rr???从式中看,当r一定时,?r,??,?r?是?的函数, 讨论
①??0?(水平方向)
? σr 分布
?rr?3?r???? pv2?rr?r01r/r0202404321σθ/Pvr?r0时,?r?0 r??r0时,?r?0
σr/Pv2345取r?4r0,?r?0.059
r?5r0,?r?0.0384; r?10r0,?r?0.0099
?r3对r求导,得:r?2r0,?r?rH最大。
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