考虑渐变载荷的围岩衬砌正/反力学问题分析

发布时间：2021-08-23 21:09

　　衬砌是隧道结构的重要组成部分,关于衬砌的力学行为分析,是隧道结构和安全性分析的重要部分。围岩开挖后,其应力或位移将会释放,其应力或位移的释放并不是在开挖后即刻完成,而是随着时间推移逐渐进行。一衬与二衬的受力变形,除与自身重力与外载荷相关以外,主要是由围岩开挖后的“应力释放”或“位移释放”不完全所致,如何更合理地考虑这种渐进变化的“应力释放”或“位移释放”具有重要的实际工程意义和理论探讨价值。载荷是产生位移的直接原因,围岩的应力释放也会在洞周产生“释放载荷”,本文将围岩开挖的“位移释放不完全”模拟为载荷的渐进释放,使用表征释放强度及释放速率的参数构造随时间渐变的载荷函数,考虑开挖、一衬和二衬的不同施工时间,将整个过程划分为开挖至一衬工作前、一衬工作后至二衬工作前、二衬工作后至位移收敛三个时间阶段,视围岩与衬砌为弹性和粘弹性介质,利用虚位移原理、有限元法和时域分段自适应法推导位移递推求解方程及各时段间围岩-衬砌有限元递推方程的关联条件,从而求解围岩一衬和二衬耦合问题。所提方法可以更准确地描述各个变量随时间的变化,将原来的时空耦合问题转化成一系列的空间问题,并利用有限元法递推求解方程,当步长... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究状况
    1.3 研究内容
2 弹性问题时域相关的有限元建模
    2.1 引言
    2.2 开挖至一衬工作前时域相关的有限元建模
    2.3 一衬开始工作至二衬工作前时域相关的有限元建模
    2.4 二衬工作后时域相关的有限元建模
    2.5 弹性介质数值算例
3 粘弹性问题时域相关的有限元建模
    3.1 引言
    3.2 开挖至一衬工作前时域相关的有限元建模
    3.3 一衬开始工作至二衬工作前时域相关的有限元建模
    3.4 二衬工作后时域相关的有限元建模
    3.5 粘弹性介质数值算例
4 考虑渐变载荷的围岩衬砌反问题分析
    4.1 引言
    4.2 载荷渐进释放参数的反演
    4.3 围岩力学参数反演
5 结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]粘弹性软土中盾构隧道的长期沉降[J]. 卢慈荣,曹奕,蒋军,谢康和.  低温建筑技术. 2017(05)
[2]应力释放后隧道稳定安全系数研究[J]. 阿比尔的,郑颖人,冯夏庭,向钰周.  现代隧道技术. 2016(02)
[3]隧洞施工开挖过程初次支护时机选择方法[J]. 苏凯,崔金鹏,张智敏.  中南大学学报(自然科学版). 2015(08)
[4]软岩公路隧道二次衬砌支护时间的优化研究[J]. 唐霞,陈建平,孙洋,罗林.  科学技术与工程. 2015(03)
[5]黄土隧道围岩应力释放对初期支护受力的影响分析[J]. 郭香红.  山西交通科技. 2014(02)
[6]高地应力软岩大变形隧道二次衬砌施做时机研究[J]. 刘国庆.  现代隧道技术. 2013(02)
[7]大型洞室分层开挖围岩位移释放率与支护效用探讨[J]. 揭秉辉,江权.  水力发电. 2012(08)
[8]盾构输水隧洞双层复合衬砌结构受力特性分析[J]. 翟明杰,杨进新.  特种结构. 2012(03)
[9]公路隧道应力释放率对软弱围岩稳定性影响[J]. 张娟,余舜,申俊敏,郑俊杰.  土木工程与管理学报. 2012(01)
[10]隧道围岩流变参数的粘弹性位移反演与验证[J]. 李德海.  探矿工程(岩土钻掘工程). 2012(02)

博士论文
[1]基于黏弹性理论的隧道围岩应力分析研究[D]. 黄强.武汉理工大学 2012

硕士论文
[1]软弱围岩隧道开挖应力释放率研究及应用[D]. 杨友彬.华中科技大学 2016
[2]深埋隧（巷）道围岩变形破裂研究[D]. 胡传鹏.中国矿业大学 2015
[3]深部损伤岩体弹性模量的确定方法[D]. 孙承帅.东北大学 2013
[4]孔隙压力对深部岩体蠕变影响的理论研究[D]. 魏佳.辽宁工程技术大学 2006



本文编号：3358601