基于平面彈性復(fù)變函數(shù)中的保角變換方法,得到了帶有襯砌的深埋非圓形壓力隧洞,在原始地應(yīng)力和靜水壓力共同作用下的應(yīng)力位移解析解。本文考慮了襯砌的支護(hù)滯后效應(yīng),并且認(rèn)為圍巖與襯砌之間為完全接觸。通過(guò)圍巖與襯砌之間的應(yīng)力與位移連續(xù)條件和襯砌內(nèi)邊界的應(yīng)力邊界條件,利用冪級(jí)數(shù)方法,將問題轉(zhuǎn)化成求解線性方程組,利用FORTRAN協(xié)助編程計(jì)算求得三組解析函數(shù)的具體表達(dá)形式,分別為,圍巖在無(wú)支護(hù)時(shí)對(duì)應(yīng)的單位圓外解析函數(shù);圍巖在支護(hù)作用下對(duì)應(yīng)的單位圓外解析函數(shù);支護(hù)后,由于圍巖與襯砌相互作用,襯砌對(duì)應(yīng)的解析函數(shù)。進(jìn)而得到圍巖與襯砌內(nèi)的應(yīng)力和位移。以馬蹄形孔洞為例,計(jì)算了在不同的側(cè)壓力系數(shù)、位移釋放系數(shù)和內(nèi)水壓力下,圍巖邊界和襯砌內(nèi)外邊界的切向正應(yīng)力、徑向應(yīng)力和剪應(yīng)力。并且發(fā)現(xiàn),根據(jù)實(shí)際工況,應(yīng)綜合考慮位移釋放系數(shù)和內(nèi)水壓力對(duì)襯砌與圍巖應(yīng)力的影響。在正常工況下,內(nèi)水壓力較小時(shí),可以考慮在建設(shè)隧洞時(shí)推遲支護(hù),從而降低襯砌切向正應(yīng)力的大小:當(dāng)水壓力較大時(shí),隧洞應(yīng)提前支護(hù),防止邊界出現(xiàn)拉應(yīng)力。本文利用ANSYS有限元軟件對(duì)該算例進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,求得圍巖邊界和襯砌內(nèi)外邊界的切向正應(yīng)力、徑向應(yīng)力和剪應(yīng)力的數(shù)值解,...

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究思路與內(nèi)容
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究思路
    1.4 本章小結(jié)
第2章 平面彈性復(fù)變函數(shù)方法
    2.1 雙調(diào)和函數(shù)的求解
    2.2 應(yīng)力和位移分量的表示
    2.3 邊界條件的表示
    2.4 保角變換方法
    2.5 無(wú)支護(hù)時(shí)圍巖的全部位移
    2.6 有支護(hù)時(shí)圍巖與襯砌的位移
    2.7 應(yīng)力和位移邊值條件
        2.7.1 襯砌內(nèi)邊界應(yīng)力邊界條件
        2.7.2 圍巖與襯砌接觸面應(yīng)力連續(xù)條件
        2.7.3 圍巖與襯砌接觸面位移連續(xù)條件
    2.8 本章小結(jié)
第3章 解析函數(shù)的求解過(guò)程
    3.1 襯砌內(nèi)邊界應(yīng)力邊界條件的求解
    3.2 接觸面上應(yīng)力連續(xù)條件的求解
    3.3 接觸面上位移連續(xù)條件的求解
    3.4 解析函數(shù)的求解
    3.5 求解應(yīng)力和位移
        3.5.1 襯砌與圍巖內(nèi)任一點(diǎn)應(yīng)力的求解
        3.5.2 襯砌與圍巖內(nèi)任一點(diǎn)位移的求解
    3.6 本章小結(jié)
第4章 解析解與數(shù)值解分析
    4.1 算例
    4.2 邊值條件的檢驗(yàn)
    4.3 解析解與數(shù)值解的對(duì)比分析
        4.3.1 ANSYS模擬支護(hù)滯后過(guò)程
        4.3.2 數(shù)值解的求解
    4.4 不同側(cè)壓力系數(shù)下的應(yīng)力分析
    4.5 不同位移釋放系數(shù)下的應(yīng)力分析
    4.6 不同靜水壓力下的應(yīng)力分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3801321