【摘要】：隨著交通運輸系統(tǒng)快速發(fā)展,建設工程向地下空間不斷擴展,出現(xiàn)大量的隧道、邊坡、深基坑工程。在工程的修建及運營過程中出現(xiàn)了大量地質災害,尤其是混凝土、巖石、土體的流變效應導致的斷裂、滑坡、大變形,這些問題嚴重影響著工程修建期的安全和運營后的正常使用,準確預估蠕變位移、應力松弛便成為當前研究的主要工作之一。此外,地質材料的蠕變、松弛過程還是一個高度不確定的過程,以往研究多將其材料參數(shù)看作確定性問題進行分析,往往造成較大的分析誤差。模糊分析方法是目前解決不確定性問題的有效方法之一。針對混凝土、巖體等地質材料在長期荷載下的蠕變位移、應力松弛問題,主要開展了以下幾方面的工作:1、基于粘彈性時域自適應比例邊界元理論的數(shù)值方程推導。選定三參固體本構模型,在時域上推導其遞歸本構方程;基于比例邊界元方法,結合時域自適應技術,推導時域自適應的比例邊界元方程,給出自適應收斂條件。2、依據(jù)模糊理論的轉換方法,對參數(shù)進行模糊處理,依據(jù)Monte-Carlo方法對模糊算法進行模擬驗證。采用MATLAB語言編寫相應程序。3、基于時域自適應比例邊界元法構建粘彈性蠕變模型。首先構建了粘彈性板的蠕變位移分析模型,得到參數(shù)變化對蠕變位移的影響規(guī)律。對蠕變位移進行模糊不確定分析,得到參數(shù)、時間步長、容許誤差對蠕變位移的模糊不確定性影響。然后構建了無限域下隧道襯砌蠕變位移的模糊不確定分析模型,通過Monte-Carlo對比驗證得到參數(shù)、時間步長、容許誤差對蠕變位移的模糊不確定性影響。4、基于比例邊界元法構建奇異性分析模型。首先構建了帶有單邊裂紋的粘彈性板應力松弛分析模型,得到參數(shù)變化對奇異處應力松弛的影響規(guī)律。對應力松弛進行模糊不確定分析,通過Monte-Carlo對比驗證得到參數(shù)、時間步長、容許誤差對奇異處應力松弛的模糊不確定性影響。然后構建奇異性熱傳導模糊不確定分析模型,得到熱力學參數(shù)對奇異處熱流密度的模糊不確定影響。通過對粘彈性蠕變位移、奇異性應力松弛問題進行建模分析以及不確定性模糊研究,得到模型中相關參數(shù)對蠕變位移、應力松弛的影響規(guī)律,為地質材料流變問題的后續(xù)研究提供了參考依據(jù)。
【學位授予單位】：大連交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU43
【圖文】：

ａ＝Ｅｅ０ｅ－‘￡／ｎ邐（２．３）逡逑Ｋｅｌｖｉｎ模型由彈性元件和粘性元件并聯(lián)而成，如圖２．２，是一種粘彈性固體模型。逡逑式２．５為Ｋｅｌｖｉｎ模型的蠕變表達式。在恒定應力％作用下，Ｋｅｌｖｉｎ固體的應變按照逡逑的變化率趨近于漸進值ｃｒ。／五；當在某一時刻卸除外力，應變隨著時間逡逑而減少，直至趨近于零。逡逑ｒ＃／ｎ逡逑0邐邋￡邐邐ｏ＇逡逑—ｔ－逡逑圖２．２邋Ｋｅｌｖｉｎ模型逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｋｅｌｖｉｎ邋ｍｏｄｅｌ逡逑其微分本構方程為逡逑ａ＝邋Ｅｓ邋＋邋ｒｊｓ邐（２．４）逡逑＝邐（２．５）逡逑ｈ．逡逑因此Ｋｅｌｖｉｎ模型能呈現(xiàn)應力蠕變現(xiàn)象，而不能表示應力松弛過程。由于該模型的蠕逡逑變過程只有一個個時間的指數(shù)函數(shù)，因此只適合描述具有簡單力學行為的粘彈性材料。逡逑三參量固體模型可以由一個Ｋｅｌｖｉｎ模型和一個彈簧串聯(lián)表示，如圖２．３，是一種彈逡逑性粘彈性固體模型。三參量固體模型的本構方程如式２．６和式２．７。在恒定應力0■。作用逡逑１６逡逑

（ａ）邐（ｂ）逡逑圖２．５帶裂紋的粘彈性方板（ａ）幾何模型（ｂ）比例邊界元模型逡逑Ｆｉｇ．邋２．５邋Ａ邋ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ邋ｐｌａｔｅ邋ｗｉｔｈ邋ａ邋ｃｒａｃｋ邋（ａ）邋Ｇｅｏｍｅｔｒｙ邋（ｂ）邋ＳＢＦＥＭ邋ｍｏｄｅｌ逡逑Ｒｉｇｈｔ邋ｓｉｄｅ－ｆａｃｅ逡逑ｓａｘｉｓ邐，，．邐．邋ｙ，邋＾ａｘｉｓ逡逑ｒ＾＞＜＾邋＾邐！？—邋丨逡逑＼＾Ｘ逡逑Ｓｃａｌｉｎｇ邋ｃｅｎｔｒｅ邋0５0，列）邐Ｓｃａｌｉｎｇ邋ｃｅｎｔｒｅ｛ｓ0，ｙｏ）逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖２．６無限域⑷不包含邊界（ｂ）包含邊界逡逑Ｆｉｇ．邋２．６邋Ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ邋ｄｏｍａｉｎｓ：邋（ａ）邋ｗｉｔｈｏｕｔ邋ｓｉｄｅ－ｆａｃｅｓ邋（ｂ）邋ｗｉｔｈ邋ｓｉｄｅ－ｆａｃｅｓ逡逑其虛功方程變?yōu)殄义希担酰翦澹邸?#176;］Ｋ｝＿，邋－［￡＇］＇邋ｗ｝－邋Ｍ｛ｐ｝逡逑－ｊ｛＾）｝ｒ｜［￡０］＾｛＾）｝？＋［［￡０］＋［￡＇］ｒ－［￡１］］Ｋ＾）｝ｒ［￡２］ｉ＾）｝｜ｄ＾＝邋｛）｝逡逑（２．７０）逡逑為了使式２．７０能滿足所有的卜必須要滿足如下兩個條件逡逑｛戶卜－［叫邋Ｗ，ｒ［ＷＷ邐（２－７１）逡逑２５逡逑

（ａ）邐（ｂ）逡逑圖２．６無限域⑷不包含邊界（ｂ）包含邊界逡逑Ｆｉｇ．邋２．６邋Ｕｎｂｏｕｎｄｅｄ邋ｄｏｍａｉｎｓ：邋（ａ）邋ｗｉｔｈｏｕｔ邋ｓｉｄｅ－ｆａｃｅｓ邋（ｂ）邋ｗｉｔｈ邋ｓｉｄｅ－ｆａｃｅｓ逡逑其虛功方程變?yōu)殄义希担酰翦澹邸?#176;］Ｋ｝＿，邋－［￡＇］＇邋ｗ｝－邋Ｍ｛ｐ｝逡逑－ｊ｛＾）｝ｒ｜［￡０］＾｛＾）｝？＋［［￡０］＋［￡＇］ｒ－［￡１］］Ｋ＾）｝ｒ［￡２］ｉ＾）｝｜ｄ＾＝邋｛）｝逡逑（２．７０）逡逑為了使式２．７０能滿足所有的卜必須要滿足如下兩個條件逡逑｛戶卜－［叫邋Ｗ，ｒ［ＷＷ邐（２－７１）逡逑２５逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2791268