發(fā)布時間：2023-09-14 02:12

　　近年來,隨著我國城市化建設(shè)的快速發(fā)展,城市軌道交通以其較少占用城市土地資源,不對地表建筑造成破壞,且能夠短時間快速有效的運(yùn)輸大量乘客等主要特點(diǎn),已經(jīng)成為解決城市交通問題的首要選擇。在城市中修建地鐵隧道,由于隧道的埋深較淺,往往容易受密集地表建筑物荷載的影響。由于含孔洞半無限平面屬于半無限多連通域,因此采用解析的方法分析研究淺埋隧道的圍巖應(yīng)力和變形較為困難。目前,關(guān)于地表荷載及洞周面力作用下的淺埋圓形隧道圍巖變形和應(yīng)力的理論研究有所欠缺。本文基于彈性力學(xué)復(fù)變函數(shù)理論研究了在地表荷載及洞周面力作用下的淺埋圓形隧道的力學(xué)問題。利用復(fù)變函數(shù)共形變換原理將含孔洞的半無限平面映射為單位同心圓環(huán)并結(jié)合復(fù)變函數(shù)在圓環(huán)域內(nèi)的解析性將解析函數(shù)在圓環(huán)域內(nèi)展開為Laurent級數(shù)。為求出映射域內(nèi)解析函數(shù)的Laurent級數(shù)系數(shù),采用復(fù)變函數(shù)的逼近原理和Fourier級數(shù)變換的方法處理地表及洞周應(yīng)力邊界條件。通過理論計算結(jié)果與有限元數(shù)值模擬軟件和實測資料的數(shù)據(jù)對比分析,驗證了本文理論的真確性和適應(yīng)性。最后通過共形映射及厚壁圓環(huán)受均布荷載的彈性解析解研究了地表均布荷載作用下淺埋圓形隧道的彈塑性復(fù)變函數(shù)解。主要研究...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 淺埋隧道理論研究
        1.2.2 隧道地表上部荷載對隧道圍巖應(yīng)力及位移理論研究
        1.2.3 既有隧道襯砌變形模式下隧道圍巖應(yīng)力及位移理論研究
    1.3 研究內(nèi)容與方法
第二章 半無限空間地層圓形隧道開挖變形與應(yīng)力復(fù)變函數(shù)解法基礎(chǔ)
    2.1 Jeffery雙極坐標(biāo)法
    2.2 Sagaseta.C鏡像法
    2.3 Verruijt和Booker對Sagaseta鏡像法的改進(jìn)
    2.4 Loganathan和Poulos的經(jīng)驗與鏡像法的結(jié)合法
        2.4.1 空隙參數(shù)g的引入
        2.4.2 土體缺失0e定義
        2.4.3 土體缺失函數(shù)zx,e的確定
    2.5 Bobet的極坐標(biāo)解法
    2.6 Park的極坐標(biāo)法
    2.7 Verruijt的復(fù)變函數(shù)法
        2.7.1 彈性平面問題的復(fù)變函數(shù)法基本原理
        2.7.2 洞周法向均布面力作用下的復(fù)變函數(shù)解
        2.7.3 洞周均布位移作用下的復(fù)變函數(shù)解
    2.8 本章小結(jié)
第三章 地表任意豎向荷載作用下淺埋圓形隧道解析解
    3.1 引言
    3.2 問題描述
    3.3 復(fù)變函數(shù)解法
        3.3.1 彈性平面問題的復(fù)變函數(shù)法基本原理
        3.3.2 共形映射
        3.3.3 將解析函數(shù)在z平面上展開成Laurent級數(shù)
        3.3.4 利用邊界條件求解Laurent級數(shù)各項系數(shù)
        3.3.5 應(yīng)力邊界條件)(1Fz的傅里葉級數(shù)展開式系數(shù)的確定
    3.4 理論計算與數(shù)值模擬對比
    3.5 地面荷載作用范圍對隧道圍巖應(yīng)力及位移的影響
        3.5.1 對圍巖應(yīng)力的影響分析
        3.5.2 對圍巖位移的影響分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于Park變形模式下隧道襯砌與淺埋地層的應(yīng)力復(fù)變函數(shù)解
    4.1 引言
    4.2 問題描述
    4.3 襯砌變形下的襯砌復(fù)變函數(shù)解析解
        4.3.1 彈性平面問題的復(fù)變函數(shù)法基本原理
        4.3.2 共形映射
        4.3.3 將解析函數(shù)在z平面上展開成Laurent級數(shù)
        4.3.4 利用邊界條件求解Laurent級數(shù)各項系數(shù)
    4.4 隧道洞周面力作用下的圍巖復(fù)變函數(shù)解析解
        4.4.1 隧道洞周面力的傅里葉系數(shù)求解
        4.4.2 圍巖區(qū)域內(nèi)的復(fù)變函數(shù)解
    4.5 基于Park變形模式下襯砌邊界條件的Fourier級數(shù)系數(shù)
        4.5.1 Park變形的邊界條件
        4.5.2 邊界條件的傅里葉級數(shù)系數(shù)
    4.6 算例分析
        4.6.1 理論計算與數(shù)值模擬對比分析
        4.6.2 理論解與實測數(shù)據(jù)對比分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 均布荷載作用下淺埋圓形隧道圍巖彈塑性復(fù)變函數(shù)解
    5.1 引言
    5.2 巖土屈服準(zhǔn)則
        5.2.1 Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則
        5.2.2 Drucke-Prager屈服準(zhǔn)則
        5.2.3 Hoek-Brown屈服準(zhǔn)則
    5.3 理論和方法
        5.3.1 共形映射
        5.3.2 映射圓環(huán)受壓的彈性解
        5.3.3 臨界支護(hù)力crp
        5.3.4 映射圓環(huán)受壓塑性區(qū)解析解
    5.4 理論解的有效性驗證與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 后續(xù)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3846352