考虑剪应力作用时横观各向同性岩体位移反分析的基础理论研究

发布时间：2018-01-05 05:08

  本文关键词：考虑剪应力作用时横观各向同性岩体位移反分析的基础理论研究　出处：《中原工学院》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：横观各向同性岩体大量存在于自然界中,各种岩土工程建设活动都会遇到横观各向同性岩体稳定性问题。要准确的确定岩体的参数存在一定的困难,位移反分析为岩土工程提供了一种行之有效的确定岩体参数的方法,目前关于横观各向同性岩体位移反分析的研究中均未考虑剪应力作用的影响。本文将剪应力增加到横观各向同性岩体位移反分析的研究当中,为全面确定横观各向同性岩体各弹性参数提供研究思路与方法。以弹性力学圆孔应力解析解为基础,推导了考虑剪应力作用时的圆形巷道应力解析解,在此基础上,根据几何方程和应力增量理论,给出了考虑剪应力作用时横观各向同性岩体中圆形巷道的位移解析解;根据应力分量和位移分量的复变函数表示,给出了考虑剪应力作用时横观各向同性岩体中复杂形状巷道的位移解析解;并在此基础上,给出了椭圆形巷道位移解析解。根据参数可辨识条件,对3种形状巷道的位移反分析唯一性进行了探讨,给出反分析唯一性和参数可辨识性结果。分析结果表明,必须至少已知3个参数,才能进行位移反分析。与不考虑剪应力作用时位移反分析唯一性结果进行对比发现,考虑剪应力以后,参数的可辨识性顺序不变,可辨识性增强。以位移解析解和反分析唯一性结果为依据,进行了横观各向同性岩体位移反分析的工程应用研究,证明了位移反分析的准确性,从而为位移反分析的应用提供了具体的理论和实践指导。
[Abstract]:Transversely isotropic rock mass exists in the nature a variety of geotechnical engineering activities will encounter transversely isotropic rock mass stability problems to determine the parameters of rock mass has some difficulties. Displacement back analysis provides an effective method for determining rock mass parameters for geotechnical engineering. At present, the influence of shear stress is not considered in the research of displacement inverse analysis of transversely isotropic rock mass. In this paper, the shear stress is increased to the study of displacement inverse analysis of transversely isotropic rock mass. In order to determine the elastic parameters of transversely isotropic rock mass, the analytical solution of circular roadway stress considering shear stress is derived based on the analytical solution of circular hole stress in elastic mechanics. On this basis, according to the geometric equation and the theory of stress increment, the analytical solution of displacement of circular roadway in transversely isotropic rock mass considering shear stress is given. According to the complex function of stress component and displacement component, the analytical solution of displacement of roadway with complex shape in transversely isotropic rock mass considering shear stress is given. On this basis, the analytical solution of the displacement of the elliptical roadway is given. According to the identifiable condition of the parameters, the uniqueness of the back-analysis of the displacement of the roadway with three shapes is discussed. The results of uniqueness and parameter identifiability of the inverse analysis show that at least three parameters must be known. By comparing with the uniqueness results of displacement backanalysis without considering shear stress, it is found that the identifiability order of parameters is invariable after considering shear stress. Based on the analytical solution of displacement and the uniqueness result of inverse analysis, the engineering application research of displacement inverse analysis of transversely isotropic rock mass is carried out, and the accuracy of displacement inverse analysis is proved. Thus, it provides the concrete theory and practice guidance for the application of the displacement back analysis.
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45

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本文编号：1381676