本文以某快速通道為實例,進(jìn)行了C++程序編制,將隧道圍巖穩(wěn)定性GPD法自編程序和成熟軟件Abaqus就應(yīng)力場、位移場、塑性區(qū)進(jìn)行了對比分析,初步探究節(jié)理對完整巖石位移以及塑性區(qū)的影響作用。地下隧道開挖,是在巖石原有應(yīng)力狀態(tài)下形成一個新的空間結(jié)構(gòu),開挖過程會造成原有巖層構(gòu)造和初始應(yīng)力狀態(tài)破壞,圍巖形成新的平衡狀態(tài),形成過程即為應(yīng)力重分布,應(yīng)力重分布引發(fā)圍巖變形,如若圍巖變形過大,就極易造成工程事故,造成經(jīng)濟(jì)損失。關(guān)于圍巖穩(wěn)定性分析方法,文中介紹了RQD、巴頓分類等常見的分析方法。數(shù)值分析方法在圍巖穩(wěn)定性分析上采用較多的是邊界元法、離散單元法、有限單元法,本文采用的是一種無網(wǎng)格方法,即通過采用一系列的離散點來描述系統(tǒng)的狀態(tài),每一個粒子都擁有自己獨立地場變量,例如:質(zhì)量、動量和坐標(biāo)等。利用密度近似法對GPD法的兩個守恒方程進(jìn)行離散化。對動量守恒方程離散化得到加速度公式;為了防止在求解域內(nèi)的結(jié)果產(chǎn)生非物理震蕩,宜加上線性人工粘度,能夠使得求解的結(jié)果更趨于光滑,消除數(shù)值震蕩;巖土工程變形問題,相較于碰撞、沖擊問題,是一個低速運動的問題,為了防止粒子非物理穿透,特別是當(dāng)粒子接近或幾乎碰撞時,宜考慮... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2.1數(shù)值方法核函數(shù)和支持域示意圖Figure2.1NumericMethodKernelFunctionandSupportDomainDiagram處于求解模型的任一粒子的任一場變量信息，例如速度、加速度、密度、位置坐標(biāo)，都可以用式2.1來表示。u可以使用在粒子支持域上的粒子信息來近似。1()=()Niiixxu（2.1）式中：N是在點x處粒子的支持域上的粒子總數(shù)；是粒子i的場變量；i是粒子i的形函數(shù)。2.3GPD法的基本方程2.3.1核函數(shù)的基本表示方法廣義粒子動力學(xué)的方程構(gòu)造一般按以下兩個步驟來進(jìn)行。第一步，所求的場變量用積分表示，任意場函數(shù)和光滑核函數(shù)都用積分表示。接下來再進(jìn)行逐步積分。以函數(shù)f(x)為例，它的積分表示式就可以由式（2.2）來定義（2.2）其式子中的場變量f(x)可以是密度嘗加速度嘗應(yīng)力場和位移場等，但是必須滿足函數(shù)的連續(xù)性要求；x代表計算點x的三維坐標(biāo)矢量；為計算點x的積分域；函數(shù)被稱為狄拉克函數(shù)，該函數(shù)的函數(shù)性質(zhì)如下：(2.3)如果用表示粒子間影響程度的光滑函數(shù)來代替狄拉克函數(shù)，則上述式子可以表示為：(2.4)W叫做核函數(shù)，h是直接影響任一粒子的支持域的光滑長度。光滑函數(shù)并不完全等同于原有函數(shù)，所以式（2.4）只是一種很接近真實值的近似表達(dá)。約定俗成"""f(x)f(x)(xx)dx"(xx)"""1,()0,xxxxxx"W(xx,h)"""f(x)f(x)W(xx,h)dxi

2GPD方法的計算原理9在GPD習(xí)慣用法中，通常核近似算子的表示方法為一個角括弧<>標(biāo)記，即可得場變量表達(dá)式：(2.5)2.3.2函數(shù)的導(dǎo)數(shù)積分表示法空間導(dǎo)數(shù)的近似式可應(yīng)用式（2.5），利用代替f(x)得到（2.6）把上述積分公式（2.6）在主坐標(biāo)系上應(yīng)用散度定律進(jìn)行變換。進(jìn)過一系列變換，可以得到以下的方程：（2.7）將式（2.7）右邊的第一項運用高斯散度定理，將場變量散度在整個體積域的積分轉(zhuǎn)化為該場變量在同一體積的閉合曲面S上的積分，可以得到式（2.8）。（2.8）光滑核函數(shù)是定義在支持域內(nèi)的，當(dāng)光滑函數(shù)定義在支持域外，對于問題的求解也沒什么意義。當(dāng)支持域處在問題域的內(nèi)部時，如圖（2.2），式（2.8）的等號右邊第一項，積分區(qū)域在整個面積上的部分值為零。圖2.2支持域位于問題域內(nèi)示意圖Fig2.2SupportDomainLocatedinProblemDomainDiagram當(dāng)二者的分析域相互重疊時，如圖（2.3），光滑函數(shù)受到分析域的打斷，使得上述式子右邊第一項的結(jié)果不為零。當(dāng)遇到此種問題時，如式（2.8）的等號右邊"""f(x)f(x)W(xx,h)dxf(x)"""f(x)[f(x)]W(xx,h)dx""""""()[()(,)]()(,)fxfxWxxhdxfxWxxhdx"""""()[()(,)]()(,)SfxfxWxxhndSfxWxxhdx

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[5]鄰域粒子搜索算法研究及其在SPH方法流體模擬中的應(yīng)用[D]. 衷灣.南昌大學(xué) 2012
[6]基于位置敏感哈希的相似性搜索技術(shù)研究[D]. 凌康.南京大學(xué) 2012
[7]彈塑性邊界元方法及其在地下工程中的應(yīng)用[D]. 曹留偉.山東科技大學(xué) 2008
[8]巖石引水隧洞鋼筋混凝土襯砌計算分析[D]. 韓如泉.河海大學(xué) 2005



本文編號：2934851