两种不同地下洞室结构形式的动力响应分析与比较

黄丽静; 安笑静; 任亚丽

doi:10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.002

两种不同地下洞室结构形式的动力响应分析与比较

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.002

军事科学院国防工程研究院，北京　100036

详细信息

作者简介:
黄丽静，女，1985年生，汉族，河北人，硕士研究生，工程师，主要从事结构设计及研究。E-mail：404400071@qq.com

通讯作者:
安笑静，男，1971年生，汉族，河北人，高级工程师，主要从事结构设计及研究。E-mail：85796969@qq.com

中图分类号: TU 93
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出版历程
- 收稿日期: 2020-12-15
- 刊出日期: 2022-02-16

Dynamic Response Analysis and Comparison of Two Different Types of Underground Cavern Structures

Institute of Defense Engineering, AMS, PLA, Beijing 100036, China

摘要

摘要: 洞室的围岩稳定性与洞室的结构形式有关。通过数值分析，研究了深埋穹顶洞室结构与直墙拱洞室结构在爆炸荷载作用下的动力响应，并将这两种结构破坏时的变形及破坏模式进行分析对比，分析结果表明穹顶洞室结构其整体变形较好，与直墙拱洞室结构比较其水平与竖向变形的比例更加均匀，破坏荷载远比直墙拱洞室结构大。结论可供相关工程参考使用。
- 穹顶洞室 /
- 直墙拱洞室结构 /
- 动力响应 /
- 数值模拟
Abstract: The stability of surrounding rock is related to the structure of the cavern. The dynamic response of deep buried dome cavern structure and straight wall-arch cavern structure under the explosive loadings was studied by numerical analysis, and the deformation and the failure mode of the two structures were analyzed and compared. The analysis results show that the overall deformation and the ratio of horizontal and vertical deformation of dome cavern structure is better than the straight wall-arch cavern structure. Dome cavern structure has much larger failure load. The conclusions can be used for reference in related projects.
- dome cavern /
- straight wall-arch cavern structure /
- dynamic response /
- numerical simulation

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图 1 有限元计算模型（单位：cm）

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图 2 摩尔–库伦破坏准则示意图

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图 3 35 m埋深下不同跨度直墙拱洞室的破坏范围分布图

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图 4 选取单元位置示意图

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图 5 35 m埋深下不同跨度穹顶洞室的破坏范围分布图

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图 6 洞室最大变形对比图

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图 7 破坏荷载比较

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图 8 第一组单元的应力应变时程曲线

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图 9 第二组单元的应力应变时程曲线

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图 10 第三组单元的应力应变时程曲线

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表 1 岩体物理力学指标

围岩类别	弹性模量 E/GPa	剪切模量 G/GPa	泊松比 ν	密度 ρ/(g·cm⁻³)	黏聚力 c/MPa	内摩擦角 φ/(°)	内摩擦角 φ/rad
Ⅱ	26.5	0.108163	0.225	2.60	1.80	55.0	0.95993
Ⅲ	13.0	0.050781	0.275	2.50	1.10	45.0	0.78540
Ⅳ	3.65	0.013774	0.325	2.35	0.45	33.0	0.57596

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