光滑接触条件下隧洞支护断面形状优化

发布时间：2018-03-30 07:36

  本文选题：隧道工程　切入点：衬砌断面优化　出处：《岩石力学与工程学报》2014年08期

【摘要】：假定衬砌与围岩为光滑接触,在满足隧洞净空尺寸和衬砌厚度的前提下,以使衬砌内边界上的切向应力最小为优化准则,寻求最优的支护断面形状。寻优过程是解决一类几何反问题的过程,相应的正问题运用平面弹性复变函数中的保角变换方法进行求解。寻优时,衬砌内边界的切向应力即为优化的目标函数,映射函数系数为设计变量。运用混合罚函数优化方法寻找目标函数的极小值,可以获得能满足给定约束条件的最优支护断面形状。优化后的衬砌断面形状可以最大限度地改善隧洞衬砌的应力状态,保证衬砌内边界获得最小的应力集中。
[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.
【作者单位】： 华北电力大学水电与岩土工程研究所;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(11172101) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NCEPU13QN20)
【分类号】：U455.7

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本文编号：1684946