發(fā)布時(shí)間：2020-12-29 15:15

　　地下隧洞往往同時(shí)受溫度荷載和原始地應(yīng)力的共同作用,隨著巖土及地下工程的發(fā)展,地下隧洞圍巖的地質(zhì)條件愈發(fā)復(fù)雜,埋深不斷增加,隧洞圍巖的穩(wěn)定性問(wèn)題也愈發(fā)的重要,對(duì)其進(jìn)行溫度應(yīng)力分析是十分重要的。目前,在隧洞孔形較簡(jiǎn)單時(shí),可以利用解析方法來(lái)進(jìn)行應(yīng)力分析,當(dāng)孔形比較復(fù)雜時(shí),利用解析方法計(jì)算比較復(fù)雜,通常利用數(shù)值方法進(jìn)行應(yīng)力分析。但是在分析問(wèn)題時(shí),解析方法與數(shù)值方法相比,物理概念清楚,結(jié)論簡(jiǎn)明清晰,給后續(xù)的運(yùn)算帶來(lái)很大的便利,在實(shí)際工程中具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。本文將利用解析方法對(duì)在溫度荷載和原始地應(yīng)力共同作用下的地下隧洞進(jìn)行應(yīng)力分析。本文利用復(fù)變函數(shù)方法,將物理平面內(nèi)平面雙連通域映射為像平面內(nèi)的軸對(duì)稱圓環(huán)域,圓環(huán)內(nèi)外邊界的半徑分別為1和h0。本文在進(jìn)行溫度應(yīng)力分析時(shí)假定圍巖內(nèi)外邊界的溫度已知且均為常數(shù)不隨時(shí)間變化,利用映射函數(shù)和保角變換得到了物理平面內(nèi)平面雙連通域穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的解析解。首先,只考慮溫度荷載對(duì)隧洞圍巖的作用,由于不考慮孔口應(yīng)力所以隧洞內(nèi)邊界應(yīng)力為0,當(dāng)圓環(huán)外半徑h0取值較大時(shí),認(rèn)為無(wú)限遠(yuǎn)處圍巖不受溫度變化的影響,位移為0,然后利用邊界條件建立線性方程組,通過(guò)求解可以得到兩個(gè)用復(fù)變函數(shù)表... 

【文章來(lái)源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－１軸對(duì)稱圓環(huán)??ｆ面穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱Ｈ題ｎ丨以轉(zhuǎn)換為求解偏微分方程的邊伉Ｈ題，極坐標(biāo)系卜ｆ？面穩(wěn)??

ｋ＝－ｍ??利用式（３－１７）可以將隧洞圍巖映射到像平面上，將其映射成圓環(huán)域，并且規(guī)定圓環(huán)??內(nèi)外邊界半徑分別為Ａ和１，如圖３－２所示。由于地下隧洞均關(guān)于；ｃ軸對(duì)稱，所以??只取的情況進(jìn)行分析。??．■廠?１??＂?／??Ｉ?—??ｏ＇?ｙＡ?－?（?Ａ?〇＼?ＪＡ??Ｉ?｜」２?—??ａ）物理平而?ｂ）像平面??圖３－２隧洞圍巖邊界點(diǎn)的映射��？意圖??在雙連通域內(nèi)外邊界上分別平均�。韨�(gè)點(diǎn)（＼，只，）和（ｋ，＞ｇ，并代入式（３－１７）可??得以下方程組：??１６??

Ｉ冬Ｉ?３－５解析解與ＡＮＳＹＳ解對(duì)比圖??型內(nèi)外邊界溫度條件匕知，利用ＡＮＳＹＳ釘限元軟件和熱傳件可以得到該模徹的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的數(shù)值解，然后取等溫線／２，伉解進(jìn)行比較（山十換徹關(guān)于；ｒ軸對(duì)稱所以只�。埃安糠郑�，十內(nèi)橢圓外圓模增，兩種方法求得的任意一點(diǎn)的溫度都是普遍偏小，最大相對(duì)誤差只有０．０３％，這說(shuō)明隧洞映射函數(shù)出的方法求解地卜隧洞Ｉ制巖穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)是可行的。??結(jié)??丨詞畀進(jìn)行溫度丨、Ｖ：力分析時(shí)，要先求出＿巖內(nèi)任意一點(diǎn)的溫復(fù)變函數(shù)求解圍巖穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的解析方法。在３．１節(jié)中利界條件推導(dǎo)出了像平Ｉｆｌ丨內(nèi)軸對(duì)稱ＩＭ１環(huán)域的溫度分布公式，的映射閑數(shù)就可以得到隧洞ＮＹ；？的溫投場(chǎng)；對(duì)于衣知映射閑１９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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