围岩支护曲线编程实例.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除大作业一 某隧道埋深H=156.0m，容重=20kN/m3，洞径=2.0m，围岩的粘聚力c=0.294MPa，内摩擦角=30.9，试求：1）手算初始应力场呈轴对称分布时（=1）围岩的塑性区半径和二次应力场，并以图示出；2）采用自己擅长的计算机语言编程或excel表格计算初始应力场呈轴对称分布时（=1）围岩的塑性区半径和二次径向应力场，并以图示出；3)编程计算确定该围岩特征曲线（支护需求曲线）。计算参考公式如下： 解：（1）sin=0.5135 cot=1.6712sin/(1-sin)=2.111z=*H=20*156.0=3120KPa=3.12MPa=2*(1-0.5135)*(3.12+0.294*1.67)/(0.294*1.67)1/2.11=3.65789m列表如下：塑性区弹性区r233.657894681012r00.6651.2661.5702.4312.7322.8722.9481.0373.1064. 9764.6703.8093.5083.3683.290绘图： 手算围岩应力与半径关系图(2)采用Fortran程序计算程序代码：integer areal c,sigmaz,phi,r0,cotphi,m,n,z,sigmarp,sigmatp,sigmare,sigmatea=2c=0.294sigmaz=20*156/1000.0phi=30.9*3.1415926/180.0cotphi=tan(3.1415926/2-phi)m=(1-sin(phi)/2/sin(phi)n=2*sin(phi)/(1-sin(phi)z=(1+sin(phi)/(1-sin(phi)print*,a=,aprint*,c=,cprint*,sigmaz=,sigmazprint*,phi=,phiprint*,(1-sin(phi)/2/sin(phi)=,mprint*,2*sin(phi)/(1-sin(phi)=,nprint*,(1+sin(phi)/(1-sin(phi)=,zprint*,计算塑性区半径:r0=a*(1-sin(phi)*(c*cotphi+sigmaz)/(c*cotphi)*mprint*,r0=,r0print*,当r=r0时: sigmarp=c*cotphi*(r0/a)*n-1)sigmatp=c*cotphi*(z*(r0/a)*n-1)print*,r=,r0,sigmarp=,sigmarp,sigmatp=,sigmatpdo r=2,12,0.5 if(rr0)then sigmarp=c*cotphi*(r/a)*n-1)sigmatp=c*cotphi*(z*(r/a)*n-1)print*,r=,r,sigmarp=,sigmarp,sigmatp=,sigmatp elsesigmare=sigmaz*(1-r0*2/r*2)+c*cotphi*(r0/a)*n-1)*r0*2/r*2 sigmate=sigmaz*(1+r0*2/r*2)-c*cotphi*(r0/a)*n-1)*r0*2/r*2print*,r=,r,sigmare=,sigmare,sigmate=,sigmate endifenddoend绘图如下：输出结果：（3）采用公式：在没有形成塑性前： 形成塑性区后： 不形成塑性区的最小支护力公式： 其中： 当=1时，=0.5，利用Fortran编制程序计算integer areal c,mu,sigmaz,phi,cotphi,Rb,zeta,m,px,E,Ux,u,pa,pb,G,ur0,x,ya=2e=100c=0.294mu=0.5sigmaz=20*156/1000.0phi=30.9*3.1415926/180.0cotphi=tan(3.1415926/2-phi)Rb=2*cos(phi)/(1-sin(phi)zeta=(1+sin(phi)/(1-sin(phi)m=2/(zeta-1)x=(zeta-1)*sigmaz+Rby=sigmaz-(2*sigmaz-Rb)/(zeta+1)print*,确定不形成塑性区的最小支护力pxpx=sigmaz*(1-sin(phi)-c*cos(phi)print*,px=,pxG=E/2/(1+mu)Ux=a*(1+mu)*(sigmaz-px)/Eprint*,px支护下的位移Ux=,Uxdo u=0,Ux,Ux/10 pa=sigmaz-E*u/(1+mu)/a print*,当u=,u,时,pi=,pa enddo do pb=px,0.0,-0.1 ur0=(a/(2*G)*y*(2/(zeta+1)/(zeta-1)*pb+Rb)*x)*m print*,当u=,