隧道围岩挤入型流变大变形预测及其工程应用研究_孙钧

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城市地下空间开发利用的环境岩土问题及其防治——中国科学院院士孙钧教授接受本刊专访

城市地下空间开发利用的环境岩土问题及其防治——中国科学院院士孙钧教授接受本刊专访佚名【期刊名称】《上海国土资源》【年(卷),期】2011(032)004【摘要】2011年10月8日上午，中国科学院院士、同济大学土木工程学院孙钧教授在寓所接受了本刊主编、上海市地质调查研究院总工程师严学新教授与本刊编辑部主任、上海市地质调查研究院总工程师办公室副主任龚士良教授代表《上海国土资源》期刊的专题访谈。

孙院士结合轨交地铁和越江隧道建设等城市地下空间开发利用中的热点问题，阐述了施工中城市环境岩土公害及其防治对策。

针对地下工程施工对周边土体扰动导致土工力学参数变异以及产生的地面变形位移，介绍了采用人工智能神经网络方法进行预测和控制的技术现状及其工程应用实绩；指出了盾构掘进与地铁车站深大基坑开挖等城市地下空间开发过程中的土工环境安全维护对策与技术途径。

孙院士还就完善城市地下空间安全运营和使用中的防灾风险管理，面向低碳经济的城市地下空间节能减排与环保等诸多业界关注的一些热点前沿提出了前瞻性对策建议。

%Prof. SUN Jun, an academician of the CAS and an emeritus professor now working in the College of Civil Engineering at Tongji University, was recently interviewed by J. Shanghai Land ＆Resources. Based on the underground space development and utilization in metro-subway and urban tunnels, he exposes the aspects about the urban environmental geotechnical problems and the engineering countermeasures of its prediction, prevention and control; introduces thecontrolling technology by artificial intelligent neural network（ANN） and its applying effect for aiming at the construction parameters estimation in soil engineering, happened from the construction disturbance during underground excavation works; expounds the surrounding environment safety preserving intervention and its technological paths in the underground space development, coursed in subway construction and excavation works. He also delivers a lot of his proposals in different aspects dealing with the consummation of the urban underground space utilization in organizing the disaster risk management ; as well as owing to facing at problems on underground space in saving on electric energy, protection. present the low carbonate social economy, how to treat the reducing pollutant discharge and improving the environmental【总页数】11页(P1-11)【正文语种】中文【中图分类】TU4【相关文献】1.InSAR技术进步与地面沉降监测应用--中国科学院院士中国工程院院士李德仁教授接受本刊专访 [J],2.InSAR技术进步与地面沉降监测应用——中国科学院院士中国工程院院士李德仁教授接受本刊专访 [J], 无;3.水土环境质量保护是国土资源管理的重要内容——中国科学院院士林学钰教授接受本刊专访 [J], 无4.水土环境质量保护是国土资源管理的重要内容——中国科学院院士林学钰教授接受本刊专访 [J],5.城市地下空间开发利用的环境岩土问题及其防治——中国科学院院士孙钧教授接受本刊专访 [J], 无因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

隧道围岩挤压变形预测方法研究

用的临界埋深法和临界应力比值法均有局限性，迫切需要提出更加符合实际的隧道围岩挤压变形预测方法。研究结论：围岩挤压变形预测可采用强度应力比进行，建议采用Ｈｃｏｋ—Ｂｏｎ经验强度公式和ＧＩ对ｒｗＳ法
岩体强度进行估算，Ｆ中地应力应取垂直于隧道走向的最大地应力。挤压变形破坏大都发生在Ｆ≤１的情况
ａｎｗｎｄａａｌｂｅｍｅｈｏｒｐｅｉｔｎｏｈｑｅｉｇｄｅｏａｉｎｏｈｅｓｒｏｄｎｏｋｏｕｎｅ．ｅａｖｉａｌｔｄｆｒｄｃｉｆｔｅｓｕｅｚｎｆｒｔｏｆｔｕｒｕｎｉｇｒｃｆｔｎ１ｏｏｍ
ｔｅｍａｉｍｒｓａｔｓｒｎｉｇｔｈｕｎｌａｈｒｓａｔｓｎｔｅｓｒｎｈｓｅｓｒｔａｕｈｘｍｕｃｕｔｌｓｒｓｔｅｄｎｏｔｅｔｎｅｓｔｅｃｔｌｓｒｓｉｈｔｇｔｓａｉｖｌｅＦ．Ｕｓａｌｅｕｅｅｔｒｏｕｌｙ，ｔｅｈ
０２年１第２１（２月１２期总６）
铁
道
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Ｆｅ２２ｂＯ１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＲＡＩＷＡＹＥＬＮＧＩＥＥＮＧＯＣＩＴＮＲＩＳＥＹ
Ｎ．（ｅ．６）Ｏ２Ｓｒ１１
文章编号：０６—２０（０２００５１０１６２１）２— ００—０５
隧道围岩挤压变形预测方法研究

孙均——上海交大第八届全国岩土力学数值分析研讨会(行业相关)

（2）数值模拟，含：
• 有限元法。将波动问题替换为振动问题求解，分别在时、
空域内离散；方法适用面广，能基本满足工程需要，但理论上存在自身的缺陷（初始病态、超越现象）。
• 其它常用的如边界元法、有限元－边界元混合使用法、离
散元法和不连续位移分析法（DDA法）等等。在遇有多
种不均匀介质、复杂边界条件和高度非线性的弹塑性问题
（3）对高频振动波——技术广教学义射线法。
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（三）岩体断层的减震效应
1. 从波通过岩体断裂时天然地震烈度的衰减，和爆破地震效应观测, 都发现了断层的隔（减）震效应。
2. 岩体断层对地震波的隔震影响，不仅反映为削弱波的峰值强度，还反映在其频谱特征的改变，特别在振幅谱和相位谱的变化上—— 断层使应力波能量衰减：高频急剧衰减、主频向低频端移动、波形畸变、周期加长等等。
（1）多种数值方法的混合采用；（2）能够更为充分地考虑地质特征并计入岩体的非连续性（离散元、不连续位移分析、流形元和随机方法的采用等）；（3）可进一步真实反映动力作用的全过程。
技术教学
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七、结构隔震措施和隔震理论
（一）在地震工程方面
1. 粘弹阻尼器隔震
2. 粘性液体阻尼器隔震
（二）在爆震防护工程方面——冲击隔震
技术教学
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五、关于岩石断裂动力学研究
（一）对动态荷载作用下岩体内的裂纹尖端场及其相关断裂参数仍然是岩石断裂动力学研究的热点问题。迄今，二维半无限裂纹已能全部解出，而因实际的裂纹都是三维问题，无论岩体中的裂隙、断层，还是岩体结构中的裂纹，都需要考虑三维效应。因此，建立动态断裂的三维理论，发展相应的分析方法是十分必要的。由于数学上的困难，三维动态断裂问题的研究在国内外尚很少见，以封闭形式得到的精确分析解就更其如此。

软岩大变形隧道的围岩级别判识方法及处治优化

软岩大变形隧道的围岩级别判识方法及处治优化
王升;李君旸;袁永才;王健华
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2016(016)013
【摘要】对于山岭隧道软岩大变形地段,进行围岩级别判定对指导隧道安全施工有着极其重要的作用.利用TSP、地质雷达、瞬变电磁等综合探测方法对红岩寺隧道软岩地段进行围岩级别初步辨识,然后基于属性综合模型进行围岩级别数学方法二次评价.开挖后ZK20+ 839 ～ ZK20+ 835段发生大变形,判断围岩级别为V级,现场实际揭露情况与探测结果、二次评价结果吻合.基于数值模拟软件,从开挖断面、开挖方法、钢拱架、锚杆、注浆加固等方面进行参数优化.通过大变形段的补强监测,表明采用此方法处理隧道大变形效果良好.
【总页数】8页(P266-272,278)
【作者】王升;李君旸;袁永才;王健华
【作者单位】山东大学岩土与结构工程研究中心,济南250061;山东大学岩土与结构工程研究中心,济南250061;山东大学岩土与结构工程研究中心,济南250061;山东大学岩土与结构工程研究中心,济南250061
【正文语种】中文
【中图分类】U452.12
【相关文献】
1.隧道软岩大变形处治与控制方法探讨 [J], 李善英
2.泥质软岩隧道穿越富水断层带初期支护变形侵限r机理及处治对策 [J], 屈家旺;刘泉声;马昊
3.某隧道软岩大变形病害分析及其处治对策 [J], 于德安;李晓博
4.软岩地段隧道初期支护变形侵限及其处治分析 [J], 肖国峰
5.阿比村隧道全风化页岩软岩大变形病害原因与处治方案 [J], 刘德敬;王洪亮;陈俊武;王安民
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隧道软弱围岩挤压大变形地质灾害预测预报分析和工程整治研究15-11-12

4）上述预测方法的可靠性评价
在有（无）支护情况下，用上两式（6）和（7）预测的隧道围岩变形收敛率，可以评价其可靠程度的概率密度分布曲线，如下图5所示。从图可见：设臵支护后，围岩的变形收敛率有相当多的降低，其平均值由未支护前的 =19% 下降到支护后的9.5% 。还可见到，经初期支护后，评价其预测收敛率值可靠性程度的概率密度分布，极多地都密集地集中在其平均值的附近，说明其可靠性是有保证的；而在未支护前，则预测收敛率可靠性的概率密度分布其的离散性则要大得多，这说明，毛洞围岩变形收敛率的大小更难以掌控。
2015/11/18
隧道软弱围岩挤压大变形地质灾害预测预报分析和工程整治研究
前言
讲演提纲
① 弹性变形阶段；过峰值强度后，当侧向应力小时、进入塑性软化阶段； ③ ④ 残余强度；侧向应力大时（当水平构造地应力大的情况）的塑性硬化。 ②
·修建隧道工程，一般有“三怕”：软、水、变形大； ·软岩变形过度（“大变形”），对隧道开挖施工期围岩的稳
围岩强度随塑性变形发展而急剧降低
·实践已反复证明，无论采用传统的刚性支护、用
衬砌作“硬扛”或换用“柔性支护让压”（先释放自由变形）的两种施工方案，多数情况下都是不成功的；
·在围岩已呈稳定的条件下，再施筑二次衬砌，此时
的二衬厚度和配筋均可有大幅度减小，起到“堤外损失（指扩挖使土石量的增加）堤内补（指二衬节约）”的效果；
·通过经验“预测”和“现场测试与实验”，再结
合进行“三维流变数值分析”，可以预估大变形的具体量值，使之有根据地作扩挖洞体幅员，进而采用新型大尺度让压锚杆“边支边让”的方案，可望做到在恒定支护力的持续支撑作用下，在变形发展过程中维护围岩稳定；

近年来我国隧道工程的技术进步(若干范例)—孙均

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* 经分析认为，在降水和注浆之前，先必须封闭水流，使地下动水要事前先转变为静水。封堵措施采用了在平面上施筑多道呈封闭成框型的地下连续墙（为便于地下墙成槽，墙外再加筑止水帷幕），先分段将流水隔断、使形成静水；再用深井（同时用它作为水位观测井）降水到砂层底面标高之下、并进入风化岩内3m～5m深度后止。地连墙的平面佈置见下图，其主体尺寸约为：650m×80m（外包在左、右主洞范围之外）。
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1.工程示例： 1）中铁一局：厦门翔安海底隧道东口，陆域浅埋段，穿越富水全风化岩层（由地面施作竖向旋喷）； 2）中铁一局（同上隧道）浅海海域段，穿越富水流砂层（水平向旋喷），经试验成功，但后来未有实际采用； 3）杭州城投、上海隧道地基基础公司：杭州紫之隧道南洞口，穿越浅埋饱水淤泥质粉质粘土层（水平向旋喷）；
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洞周变形速度快，属高速蠕变范畴；变形达到收敛稳定的时间长；最大变形量达到120～150cm，或以上；如支护不恰当、不及时，在变形过程中多数将发生围岩失稳塌块，甚至坍方。

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2. 笔者牵头的研究团队，多年来曾研究过以下两种有针对性的隧道/巷洞支护措施：

接头可缩、可转式预制钢筋砼弧板支护；加
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5. 经旋喷预加固对软弱、富水地基作改良处理后，有望达到以下效果： * 围岩的自稳和自承能力有明显提高，拱顶坍塌和超挖现象大为减少； * 开挖进度大幅加快； * 易于管控拱顶下沉和围岩收敛变形； * 施工安全得到了有效保障，施工工序简化，大大降低了劳动强度和施工成本。
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6.“浅埋暗挖”软基隧道，传统上采用长大管棚、小导管超前注浆、CRD钢拱架支护的施工工法，但对饱水淤泥质粉质粘土地层，上述工法仍存在一些不可克服的困难：主要是地表沉降过大，和渗水漏泥严重。

挤压性围岩隧道大变形机理及分级标准研究

ｃ）侧压力系数五塑性区形状与侧压力系数密切相关，图３为Ｆ７断层区段塑性区形状与侧压力系数的关系。根据计算结果，洞室形状的变化仅影响塑性区的范围，而对塑性区的分布规律影响不大。
（１）变形量大家竹箐隧道初期支护周边位移曾达２１００ｍｉｌｌ，乌鞘岭隧道岭脊段最大变形１２０９ｍｍ。平均变形按Ｆ４、志留系板岩夹千枚岩、Ｆ７几区段分别为９０＂－１２０，２００～４００，１５０～５５０ｍｍ。（２）变形速率高奥地利的陶恩隧道最大变形速率高达２００ｍｍ／ｄ，一般也达５０～１００ｍｉｎ／ｄ。乌鞘岭隧道岭脊段变形量测开始阶段变形速率最高达１６７ｍｍ／ｄ，分区段最大变形速率分别可达７３，１６５，１６７ｍｉｎ／ｄ。（３）变形持续时间长由于软弱围岩具有较高的流变性质和低强度，开挖后应力重分布的持续时间长。变形的收敛持续时间也较长。日本惠那山隧道时间大于３００ｄ，关角隧道通车两年后变形还在发展。乌鞘岭隧道大变形区段变形持续时间大于１００ｄ。（４）支护破坏形式多样由于原始应力状态因方向而异，围岩也具有各向异性，初期支护常常不均匀受力，破坏形式也是多样的。喷层开裂、剥落先在受力较大的部位发生。型钢拱架或格栅发生扭曲，坍塌随即发生。衬砌做好后，大变形常使衬砌严重开裂，挤入净空。底部上鼓使道床严重破坏只好中断行车。（５）围岩破坏范围大高地应力使坑道周边围岩的塑性区增加，破坏范围增大。特别是支护不及时或结构刚度、强度不当时围岩破坏范围可达５倍洞径。一般锚杆长度伸不到弹性区，这常是导致喷锚支护失效的根本原因。２．２围岩物理力学参数的综合分析乌鞘岭隧道岭脊地段围岩软弱，地质构造强烈，该种地层条件给围岩物理力学参数的试验确定带来了极大困难，分别采用了取样室内试验、原位岩体试验、
．．

隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究

ＳＵＮＪｕｎ，ＰＡＮＸｉａｏｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＹｏｎｇ。
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｉｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｅｎｚｈｅｎＭｅｔｒｏ
ＦｅｎｇｑｉａｎｇＣｉｖｉｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１０００８，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｉｎａ）
及其锚固机制研究
孙钧，潘晓明，王勇
２０００９２；２．深圳市地铁集团有限公司，广东深圳５１８０２６；
（１．同济大学岩土工程研究所，上海
３．杭州图强材料公司、丰强工程研究院，浙江杭州３１０００８）
问题按三维非线性流变的理论分析、相应专用软件的研制；并将理论研究计算成果与现场实测数据进行对比，结果按大变形三维问题的计算值比按小变形二维平面问题的计算值更接近工程实际；同时，指出了有待进一步深化研讨的若干问题。最后，提出了管控／约束隧道围岩大变形持续发展的锚固技术措施— —一种新型大尺度让压锚杆／预应力长锚索，分析其机制和优势，介绍其构造

蠕变试验中流变模型辨识及参数确定

蠕变试验中流变模型辨识及参数确定
夏才初;孙钧
【期刊名称】《同济大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1996(024)005
【摘要】对岩石流变性态作了全面分析，提出了能描述岩石最复杂流变性态的流变模型，介绍了用不同应力水平下的蠕变试验加载卸载曲线辨识各种流变模型及其参数的方法。

【总页数】6页(P498-503)
【作者】夏才初;孙钧
【作者单位】同济大学地下建筑与工程系;同济大学地下建筑与工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU458
【相关文献】
1.Origin软件在流变模型参数辨识中的应用 [J], 丁晨阳
2.改进宾汉姆流变模型及其参数辨识 [J], 张亮亮;王晓健
3.煤矿泥岩流变模型辨识及支护方法的确定 [J], 张向东;傅强;郑晓峰
4.依据弹簧蠕变试验确定岩石流变模型参数的方法 [J], 夏才初;钟时猷
5.含水层饱和砂土蠕变试验及流变模型辨识研究 [J], 杨伟涛;徐进;王少伟
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隧道时效大变形灾害的数值模拟与处治技术研究

隧道时效大变形灾害的数值模拟与处治技术研究何以群【摘要】随着我国社会经济的快速发展,高速铁路、公路和水利水电等工程的大规模建设,隧道软岩流变带来的大变形灾害越来越多.依托福建永宁高速石林隧道软岩大变形灾害相关问题,采用流变本构对大变形段进行了数值模拟分析,确定了二次衬砌最佳支护时段,并结合工程实际提出了大变形段围岩变形的控制技术.【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(016)002【总页数】5页(P16-20)【关键词】隧道软岩;大变形;流变数值分析【作者】何以群【作者单位】福建船政交通职业学院,福州350007【正文语种】中文【中图分类】U459主要研究隧道工程。

随着我国社会经济的快速发展，交通工程的建设不断加快，不可避免地会遇到许多软岩问题[1-4]。

特别是对隧道、大坝及边坡工程的稳定性具有显著的影响，如引发隧道的大变形等。

围岩大变形机制不同，大变形的防治措施也不相同。

国内外学者针对不同机制下发生的围岩大变形灾害提出了多种防治措施。

本文以福建永宁高速石林隧道工程发生软岩大变形灾害的里程段为依托，在现场灾害调查的基础上，对石林隧道大变形段进行了粘弹塑性数值模拟分析，并探讨了石林隧道大变形段在初期支护与二次衬砌条件下围岩与支护变形的时效性，可为类似软岩大变形的工程提供借鉴和参考。

永宁高速公路石林隧道位于永安市大湖镇，为双洞分离式隧道，单洞净宽12.52 m，隧道长2 870 m，最大埋深约460 m。

2010年8月—10月隧道右线进口开挖至YK14+260～YK14+320里程段。

该段围岩主要为强—全风化泥岩和千枚状粉砂岩，碎裂—散体结构，岩质软弱，锤击声哑，有较深凹痕，地下水渗流严重，围岩自稳能力差，拱部未支护时极易坍塌，侧壁掉块现象严重，隧道右线进口段开挖至YK14+285断面，在YK14+270~YK14+285开挖段内出现突泥、涌水灾害。

图1给出的则是发生突泥灾害后隧道内的情景，图2为施工中出现的涌水灾害。

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Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．５Ｓｅ．２０１２ｐ
专家简介
，孙钧（男，浙江绍兴人，中国科学院院士，同济大学资深荣誉教授，河南大１９２６－）学讲座教授．历任中国科学院技术科学部委员，国际岩石力学学会副主席暨中国国家小组主席，中国科协全国委员会委员，中国岩石力学与工程学会名誉理事长，中国土木工程学会副理事长，国务院学位委员会土建学科评议组召集人，国家自然科学基金委土木、建筑、水利、环境、测绘学科评议组召集人，全国博士后管委会专家委员会土建学科评议组组长，长江三峡工程技术委员会专家组成员，以及江阴长江公路大桥、秦岭终南山高速公路特长隧道、上海崇明越江隧道、上海市地下铁道、南水北调工程、港珠澳大通道、南京纬三路过江隧道、杭州钱江隧道等若干跨江越海重大桥、隧工程项目的技术顾问． — — 孙钧院士长期从事岩土力学、隧道与地下工程学科的教学与科学研究，开拓并建立了新的学科分支 — 地下结构工程力学．在岩土材料流变力学、地下结构黏弹塑性理论、城市环境土工学和软科学理论与方法在岩土力学与工程中的应用等方面造诣深厚．自上世纪８承担并完成国家重点科技攻关、自然科０年代初起，学重大、重点和面上基金项目２负责国家重大工程建设项目的科研、试验、设计与勘察任务约４０余项，０项．数十年来，在国内外发表学术论文３出版专著８部．其科研成果应用于生产实际，取得了巨大的技４０余篇，术、经济效益，先后获国家级奖４项、省部（市）级奖１７项．
孙钧，等：隧道围岩挤入型流变大变形预测及其工程应用研究
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ｉｓｉｎｔｅｒｒｅｔｅｄｃｏｍｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｔｈａｔｉｔｃａｎｂｅｂｅｌｏｎｅｄｔｏｔｈｅｓｃｏｅｏｆａｋｉｎｄｏｆｒｏｃｋｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｒｅｅｗｉｔｈｆａｓｔｐｐｙｇｐｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒａｔｅｂｕｔｓｌｏｗａｎｄｌａｒｅｃｏｎｖｅｒｅｎｃｅ．ＡｎｅｍｈａｓｉｚｅｄｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｆｏｃｕｓｅｄｏｎｓｕｅｅｚｉｎｍｅｔｈｏｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｇｇｐｑｇｒｏｂａｂｉｌｉｔａｎｄｉｔｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｗｈｉｃｈａｒｅａｌｉｅｄｔｏａｎａｌｚｅａｎｄａｓｓｅｓｓｔｈｅｌａｒｅｓｕｅｅｚｉｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｒｏｃｋｆａｕｌｔｐｙｐｐｙｇｑｇｏｆｔｈｅＷｕｓｈａｏｌｉｎｒａｉｌｗａｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ａｓｔｕｄｗｉｔｈｓｕｅｓｔｉｏｎｓｏｎａｎｅｗｔｅｄｉｅｌｄｒｅｓｓｕｒｅｚｏｎｅ－ｐｇｙｙｇｇｙｐｙｒｏｃｋａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓ／ｃａｂｌｅｓｆｏｒｓｏｌｖｉｎｔｈｅａｂｏｖｅｅｎｔｉｏｎｅｄｓｕｅｅｚｉｎｉｓｒｏｂｌｅｍｒｅｓｅｎｔｅｄ．－ｍｇｑｇｐｐ；Ｋｅｗｏｒｄｓ：ｓｕｅｅｚｉｎｔｅｄｔｕｎｎｅｌｒｏｃｋｓｌａｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｕｎｎｅｌｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｒｏｃｋｓ；ｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｑｇｙｐｇｇｐｙ；Ｗｕｉｅｌｄｒｅｓｓｕｒｅｓｕｅｅｚｉｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｈａｏｌｉｎｒａｉｌｗａｔｕｎｎｅｌ；ａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓ／ｃａｂｌｅｓ－ｐｙｑｇｇｙ
１岩土介质材料工程流变学概要
］１－２）蠕变，材料流变［的力学行为主要反映在四个方面：指在应力值不变条件下，当应力水平超出材料１
的流变下限后，其变形位移值随时间而持续增长发展；指在变形保持常值不变的条件下，其应２）应力松弛，）长期强度降低，力值随时间而持续降低；即随时间增长而材料强度持续衰减；属３４）滞后变形和黏性发展，一种黏性后效现象，是在弹性／弹塑性变形完成后一种后续历时增长发展的时效性变形．这四个方面构成了其中的蠕变，在工程流变学研究中具有重要的实用价值，因而也更受工岩土介质材料流变力学行为的整体，程业界关注．１．１流变模型在处理材料流变的力学行为时，除了一些大型工程项目有条件做现场原位测试并据以得到为该特定项目所适用的经验型流变本构关系式之外，多数情况下都一般地沿用几种可以提供工程实用的、现成的岩土流变本构模型．最常见的几种流变模型如图１所示．）Ｍ１ａｘｗｅｌｌ黏弹性模型．如图１ａ所示，Ｅ０为弹性模量； ε ε １为弹性应变；２为黏弹性应变； η 为黏弹性系；，，，只有在数 σ ＝ｃｔ．为应力值在保持其常数值不变时 ε 将随时间而持续增长发展．Ｍａｘｗｅｌｌ流变呈发散型，，支护力约束的情况下其流变变形才能最终稳定并趋于收敛的定值．）Ｋ其流变２ｅｌｖｉｎ黏弹性模型．如图１ｂ所示，Ｋｅｌｖｉｎ流变呈收敛型， ε ｖ为黏弹性应变；１为黏弹性系数． η 发展随时间将最终渐趋于一个收敛的稳定限值．）３Ｂｉｎｈａｍ黏塑性模型．如图１ｃ所示， ε σ σ＞σ ｇ２为黏塑性系数；Ｔ为材料屈服强度，Ｔ后ｐ为黏塑性应变； η 材料进入塑性屈服．Ｂｉｎｈａｍ流变是用以描述在材料应力超过其屈服值后而呈现的一种随时间增长发展产ｇ生的时效黏塑性变形．）西原弹－黏弹－黏塑性模型．工程上经常采用的是以上几种模型元件的串联组合．西原弹－黏弹－４［］黏塑性模型，如图１是一种可用以描述 “ 弹－黏弹－黏塑性 ” 力学行为的复合流变模型，其在工程流ｄ３所示，变学研究和实际应用上都具有更多的普遍性．
ＳｔｕｄｏｎｔｈｅＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆＬａｒｅＳｕｅｅｚｉｎＣｒｅｅＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ－ｙｇｑｇｐＴｕｎｎｅｌＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎＲｏｃｋｓ＆ＩｔｓＡｌｉｃａｔｉｏｎｓｇｐｐ
１３１２３，ＳＵＮＪｕｎＰＡＮＸｉａｏｉｎＹｏｎ－ｍｇ，ＷＡＮＧｇ，，
（１．ＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ＆ＵｎｄｅｒｒｏｕｎｄＷｏｒｋｓｏＭｉｎｉｓｔｒｏＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＴｏｎｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔＳｈａｎｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；ｙ－ｙｆｇｆｙｆｇｊｙ，ｇ，２．ＳｈｅｎｚｈｅｎＭｅｔｒｏＧｒｏｕＣｏ．Ｌｔｄ．Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０２６，Ｃｈｉｎａ；ｐ３．ＨａｎｚｈｏｕＦｅｎｉａｎＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｚｈｏｕ３１０００８，Ｃｈｉｎａ）ｇｇｑｇｇｇｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｏｍｌｅｘｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｌａｒｅｓｕｅｅｚｉｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｕｎｎｅｌｗｅａｋｒｏｃｋｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｕｎｄｅｒｐｇｑｇ，ｈｉｈｒｏｕｎｄｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｆｒｏｍｔｈｅｏｉｎｔｏｆｖｉｅｗｏｆｒｏｃｋｒｈｅｏｌｏｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｓｕｃｈｓｕｅｅｚｉｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｇｇｐｇｙｑｇ２０１２０７１２收稿日期：－－十一 · 五 ” 行业攻关重大项目基金项目：铁道部 “