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双线性强化隧道和桩孔三剪弹塑性解

作者:赵均海; 张磊; 张常光; 曹雪叶隧道工程厚壁圆筒三剪强度准则极限内压双线性强化模型中间主应力

摘要:将隧道和桩孔简化为厚壁圆筒,基于三剪强度准则和双线性强化模型,考虑材料的应变强化和中间主应力效应,推导了厚壁圆筒在均匀内外压作用下的弹塑性极限解,并给出恒定外压条件下塑性区半径与内压的关系式,分析了强化模量系数、半径比、中间主应力与材料强度拉压异性对厚壁圆筒弹塑性极限解的影响规律。研究结果表明:所得弹塑性极限解克服了Tresca屈服准则与Mises屈服准则未考虑拉压异性,Tresca屈服准则与Mohr-Coulomb屈服准则未考虑中间主应力与双剪强度理论极限解存在滑移面突变现象的不足;弹塑性极限解均随半径比与中间主应力影响系数的增大而增大,随拉压强度比的增大而减小,外压对极限内压的影响程度随着拉压强度比的增大而减小;当强化模量系数为0.1、半径比为2时,考虑强化效应的塑性极限内压比不考虑时相对增大10%以上,随着半径比增大到4,塑性极限内压比不考虑强化效应时相对增大38%以上,强化效应影响更加明显,故对于存在应变强化效应的材料,采用双线性强化模型的分析结果更接近工程实际;当不考虑中间主应力与应变强化时,土体的极限扩孔压力弹塑性极限解与Vesic解相差在0.02%以内,当考虑了土体的中间主应力和应变强化效应后,塑性区半径与内半径比为10时,弹塑性极限解分别是Vesic解的1.06、1.81倍,因此,基于Vesic解的极限扩孔压力过于保守。

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交通运输工程学报

《交通运输工程学报》(双月刊)创刊于2001年,由中华人民共和国教育部主管,长安大学主办,CN刊号为:61-1369/U,自创刊以来,颇受业界和广大读者的关注和好评。 《交通运输工程学报》内容涵盖铁路、公路、航空、水运、管理运输,刊登道路与铁道工程、载运工具运用工程,交通运输规划与管理、交通信息及控制等主面的学术论文。读者对象为交通运输工程领域的科研人员、相关院校师生。

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