本文選題：隧道工程 + 保角映射��； 參考：《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2017年02期

【摘要】：在求解具有復(fù)雜巷道斷面形狀的應(yīng)力解時(shí),保角映射函數(shù)的精確性最終決定巷道圍巖應(yīng)力解析解的精確性。鑒于此,利用遺傳與序列二次規(guī)劃算法,實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜巷道斷面的高精度映射,解決以往優(yōu)化算法中所存在的魯棒性較差及初值敏感性較強(qiáng)的問題,當(dāng)映射系數(shù)個(gè)數(shù)≥14,可將平均相對(duì)誤差控制在0.5%以下。以三心拱巷道為例,利用復(fù)變函數(shù)所推導(dǎo)的任意軸對(duì)稱巷道斷面的應(yīng)力解,系統(tǒng)性地分析該巷道周邊圍巖的力學(xué)行為。研究結(jié)果表明:(1)在單向豎向荷載下,巷道邊的切向應(yīng)力曲線呈現(xiàn)一低一高的雙峰形態(tài),其雙峰區(qū)域分別對(duì)應(yīng)巷道小拱區(qū)域及直角區(qū),應(yīng)力集中系數(shù)分別為1.5~3.0,3.5~8.0。在大拱區(qū)域,切向壓應(yīng)力與拉應(yīng)力均有表現(xiàn),應(yīng)力集中系數(shù)為-1.0~1.5。直墻區(qū)域與底板區(qū)域的應(yīng)力集中系數(shù)相對(duì)穩(wěn)定,分別維持在2與-1左右。(2)巷道周邊圍巖的應(yīng)力分布特征表明巷道邊界各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的影響范圍呈現(xiàn)不一致性,直角區(qū)所對(duì)應(yīng)的影響范圍最大,其次是拱形區(qū)域,再次是側(cè)墻區(qū)域,最后是底板區(qū)域。(3)應(yīng)力集中系數(shù)與側(cè)壓力系數(shù)λ保持著嚴(yán)格的線性關(guān)系,其斜率對(duì)應(yīng)于應(yīng)力集中系數(shù)增長速率k′,由k′在巷道邊的分布規(guī)律,可最終掌握不同λ作用下的應(yīng)力分布規(guī)律。
[Abstract]:In solving the stress solution with complex roadway section shape, the accuracy of the conformal mapping function ultimately determines the accuracy of the analytical solution of the surrounding rock stress of the roadway. In view of this, the genetic and sequential quadratic programming algorithm is used to realize the high-precision mapping of arbitrary complex roadway sections, which solves the problems of poor robustness and strong sensitivity to initial values in the previous optimization algorithms. When the number of mapping coefficients is more than 14, the average relative error can be controlled below 0.5%. Taking the three-core arch tunnel as an example, the mechanical behavior of surrounding rock around the tunnel is systematically analyzed by using the stress solution of any axisymmetric roadway section derived from the complex variable function. The results show that under unidirectional vertical load, the tangential stress curve of roadway edge presents a low and high bimodal shape, and its bimodal region corresponds to the small arch area and the right angle area, respectively, and the stress concentration factor is 1.5 ~ 3.0 ~ 3.58.0. In the large arch region, both the tangential compressive stress and the tensile stress are observed, and the stress concentration factor is -1.0 ~ 1.5. The stress concentration factor of the vertical wall area and the floor area is relatively stable, and the stress distribution characteristics of surrounding rock around the roadway around 2 and 1 respectively indicate that the influence range of each point of the roadway boundary is inconsistent. The right angle region corresponds to the largest influence range, followed by the arched area, the side wall area, and the bottom plate area. Finally, the stress concentration factor maintains a strict linear relationship with the lateral pressure coefficient 位. The slope corresponds to the growth rate of the stress concentration factor, and the stress distribution law under the action of different 位 can be finally grasped by the distribution law of k'on the side of the roadway.
【作者單位】： 北京科技大學(xué)金屬礦山高效開采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;河北工程大學(xué)水利水電學(xué)院;江西理工大學(xué)工程研究院;
【基金】：“十二五”國家科技與支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAB02B08)~~
【分類號(hào)】：U451

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1885898