隧 道 力 学 第6讲工作面稳定性分析

1、 第6讲 隧道施工工作面稳定性的力学分析 本讲主要内容： 1、工作面稳定性分析的常用方法 2、基于筒仓理论的隧道工作面稳定性分析 3、基于极限理论的隧道工作面稳定性的分析 c d c n ts ) 2 ( s t 工作面发生破坏时，上方易发工作面发生破坏时，上方易发 生竖向速度，而在工作面前方岩土生竖向速度，而在工作面前方岩土 体的速度是逐渐由竖向转变为水平体的速度是逐渐由竖向转变为水平， 不同区域的岩土体的速度均不相同。不同区域的岩土体的速度均不相同。 将工作面前方区域划分成一系列刚将工作面前方区域划分成一系列刚 性滑块体系，每个刚性滑块的速度性滑块体系，每个刚性滑块的速度 大小和方向均不相

2、同，而工作面上大小和方向均不相同，而工作面上 方仍为可整体下滑的楔体。建立滑方仍为可整体下滑的楔体。建立滑 块之间的相互关系，即可转化为非块之间的相互关系，即可转化为非 线性规划问题进行求解。线性规划问题进行求解。 dzr 2 2 r 2 )(rdrdz2 h h 0 k h 0)0(z )1 ( 2 )( /2 0 0 rzk e k r z r k dz d 0 2 2 r u a )1 ( 2 /2 )( /2 0 0 rzk e k rcr z ）（ rzkrzk qee k rcr z /2/2 0 00 )1 ( 2 /2 )( ）（ qz )0( ) 1( 2 )( /2 0 0

3、 rzk e k r z 4 ab ld tanc 11 coscossinptn 112 cossin2sinvgtntp aoe gds 32 costantan 2 g d tan tantan 1 tan tan hr v hrh rd rc e rc ee 2 costantan v vd 1 tan abfeabfe tcss 2 11 cos tan cos cd tn ( )cos cos 0cos v vv zdz d zd ( )( ) zv zz 2 dtand z tczs cos 22 0 d d tt 2 dt 22 2 1 costantan 2 21 tanco

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5、1111122222 0000 dddd0 ccbb xxxx a pyxxyxx bbcc xxxx xyxxyx 0 222 0 22 0 111 0 11 dddd 0d 0 22 0 11 bc x s x s xyhdxyh tanc 1111122222 0000 dtanddtand0 ccbb xxxx a pyxcxyxcx 1111111 000 dtand ccc xxx s xc yxhydx 2222222 000 dtandd0 bbb xxx s xc yxhyx 1122 00 xx cb xx gg dg d 11111111 tantan1 ss gycyc

6、 yhy 22222222 tantan1 ss gycyc yhy 1 1 0 g 2 2 0 g 1 11 1 tan tan1 yxd 2 22 2 tan tan1 yx 1 11 11 1tantan s c c xx 2 22 22 tan1tan s b c xx 1 2 0 0 a a p p 2 111 1 22 1111 tantantantantan 11 1tantan2tantantantan a s pdcd hhh 222 2 2 2222 tantantantantan tantan1 2tantantantan c 211 0 opaw mmmmmm 1111

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