三维主应力条件下隧道应变软化围岩弹塑性解

王 凯

(中铁十八局集团第五工程有限公司，天津 300450)

摘　要：为探究隧道在三维主应力作用下的围岩应变及位移，将塑性区内相等的径向应力增量划分为有限个相同数量的同心圆环，通过平衡微分方程和差分进化算法，利用三维H-B屈服准则确定每一环的应力。基于求解的应力和相关联流动法则可以获得塑性区的塑性应变及位移。将计算结果与有限元软件的数值模拟结果进行对比验证其可靠性。结果表明，笔者所建立的三维主应力条件下隧道应变软化围岩弹塑性解是一种可以同时求解3个主应力及位移数值解的新方法，且与数值模拟结果拟合良好，证明了该方法的可靠性与准确性。相对于二维平面应变假设，该方法更好地考虑了岩体三维主应力状态下的应力应变关系，对复杂岩层条件下的隧道围岩稳定性分析具有重要参考价值。

关键词：三维H-B屈服准则;相关联流动法则;应变软化围岩;弹塑性解