基于广义张-朱强度准则的深埋隧道围岩塑性分析及应用探讨

深埋隧道是交通建设中关键性和控制性的工程，近几年得到了迅速和蓬勃的发展。目前，深埋隧道围岩塑性分析，多采用Hoek-Brown强度准则，该准则只考虑了最大、最小主应力对围岩屈服的影响，与深埋隧道围岩三向受力的特征不符。根据Lee和Pietruszczak提出的递推计算方法，对围岩服从广义张-朱（generalized Zhang-Zhu strength criterion，简称GZZ）强度准则时的变形及周边应力分布进行了研究。发现当采用GZZ强度准则时，深埋隧洞洞壁位移、塑性半径明显减小，塑性区径向应力、环向应力均增大；中主应力系数增大，隧洞周边应力进一步提高。上述解法与引入面外应力解法相比，洞壁位移减小了26.6%，但塑性半径相差不大。应用GZZ强度准则计算了建平隧道围岩变形控制值，解决对深埋隧道围岩变形控制值认识模糊和无法有效判定的问题；继而改进开挖方案，有效提高了Ⅳ、Ⅴ围岩的掘进速度，实现了建平隧道安全快速的施工，获得了良好的工程效果。