光滑接觸條件下隧洞支護(hù)斷面形狀優(yōu)化
本文選題:隧道工程 切入點(diǎn):襯砌斷面優(yōu)化 出處:《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2014年08期
【摘要】:假定襯砌與圍巖為光滑接觸,在滿足隧洞凈空尺寸和襯砌厚度的前提下,以使襯砌內(nèi)邊界上的切向應(yīng)力最小為優(yōu)化準(zhǔn)則,尋求最優(yōu)的支護(hù)斷面形狀。尋優(yōu)過程是解決一類幾何反問題的過程,相應(yīng)的正問題運(yùn)用平面彈性復(fù)變函數(shù)中的保角變換方法進(jìn)行求解。尋優(yōu)時(shí),襯砌內(nèi)邊界的切向應(yīng)力即為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),映射函數(shù)系數(shù)為設(shè)計(jì)變量。運(yùn)用混合罰函數(shù)優(yōu)化方法尋找目標(biāo)函數(shù)的極小值,可以獲得能滿足給定約束條件的最優(yōu)支護(hù)斷面形狀。優(yōu)化后的襯砌斷面形狀可以最大限度地改善隧洞襯砌的應(yīng)力狀態(tài),保證襯砌內(nèi)邊界獲得最小的應(yīng)力集中。
[Abstract]:Assuming that the lining is in smooth contact with the surrounding rock and satisfying the tunnel clearance size and the lining thickness, the optimum criterion is to minimize the tangential stress at the inner boundary of the lining. The optimization process is the process of solving a kind of inverse geometric problem. The corresponding forward problem is solved by the conformal transformation method in the plane elastic complex variable function. The tangential stress of lining inner boundary is the objective function of optimization and the coefficient of mapping function is design variable. The mixed penalty function optimization method is used to find the minimum value of the objective function. The optimum support section shape which can satisfy the given constraint conditions can be obtained. The optimized lining section shape can improve the stress state of the tunnel lining to the maximum extent and ensure the minimum stress concentration at the inner boundary of the lining.
【作者單位】: 華北電力大學(xué)水電與巖土工程研究所;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11172101) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(NCEPU13QN20)
【分類號(hào)】:U455.7
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,本文編號(hào):1684946
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