基于广义Hoek-Brown准则的圆形巷道围岩弹塑性解析

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2023.0506

采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (4): 789-797.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0506

基于广义Hoek-Brown准则的圆形巷道围岩弹塑性解析

王红英1,2,3,张强1,2,吴培楠1,2,韩立军1,2,韩贵雷1,4

1. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州 221116;
2. 中国矿业大学力学与土木工程学院,江苏徐州 221116; 3. 江苏建筑职业技术学院交通工程学院,江苏徐州 221116; 4. 华北有色工程勘察院有限公司,河北石家庄 050021

出版日期:2025-07-15 发布日期:2025-07-15
通讯作者: 张强，E-mail： qzhang@cumt.edu.cn ，Tel： 13641535671
作者简介: 王红英(1983— )，女，湖北省黄石市人，博士，副教授，主要从事道路桥梁方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(52074269)

Closed-form solution for a circular roadway in elastoplastic rock masses based on the generalized Hoek-Brown yield criterion

Online:2025-07-15 Published:2025-07-15

摘要/Abstract

摘要： Hoek-Brown屈服准则广泛用于巷道围岩弹塑性分析,然而广义Hoek-Brown屈服准则为非线性函数,导致静水压力条件下圆形巷道围岩弹塑性位移的解析解无法获得。基于广义Hoek-Brown屈服准则和非关联流动法则,推导圆形巷道围岩应力理论解;利用变量代换方法,将巷道塑性区围岩位移解表达式中以对数函数为底数的指数积分项转化为幂函数与指数函数的乘积形式;进一步借助级数展开方法,将其转换为一系列幂函数之和的积分项,最终获得塑性区围岩径向位移的解析表达式。通过5种典型理想弹(脆)塑性岩石算例,将解析解与数值积分解、近似理论解进行对比,验证了文中解析解的正确性,可为广义Hoek-Brown屈服地层中圆形巷道的弹塑性分析提供理论基准。

关键词: 圆形巷道, 解析解, 弹塑性, 屈服准则, Hoek-Brown

中图分类号:

TD 32

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基于广义Hoek-Brown准则的圆形巷道围岩弹塑性解析

Closed-form solution for a circular roadway in elastoplastic rock masses based on the generalized Hoek-Brown yield criterion

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