矩形巷道围岩的弹性和粘弹性分析

发布时间：2020-10-26 04:56

　　 巷道作为地下交通的一种,具有运矿、通风、排水、行人等功能,由于其不占用地表面积,且造价成本合理等原因,深受地下工程重视。但是巷道往往会因为开挖、撞击等原因,产生瞬时性的弹性破坏;同时还可能因为围岩为软岩,产生使得应力和位移随时间推移逐渐变大,直至围岩破坏的粘弹性破坏。两种破坏都会影响工程的安全施工,所以十分有必要对其进行分析研究。本文首先采用复变函数理论对无衬砌巷道围岩的弹性解进行了研究,并应用ANSYS进行了建模,验证了解析解的正确性。随后在弹性解的基础上,选用鲍尔丁-汤姆逊粘弹性模型,对围岩又进行了粘弹性的分析。最后,分析了带简单衬砌结构时巷道围岩的粘弹性解答。结果表明,孔口角点处的应力弹性解,在数值上随着侧压系数和长宽比的增大而增大;侧压系数对位移弹性、粘弹性解的影响相同,即在数值上,水平位移随着侧压系数的增大而增大,竖向位移随着侧压系数的增大而减小;位移的弹性解在数值上随着长宽比的增大而增大,位移的粘弹性解,不带衬砌时,水平位移和竖向位移在数值上均随着长宽比的增大而减小,带衬砌时,水平位移在数值上随着长宽比的增大而减小,竖向位移在数值上随着长宽比的增大而增大;随着侧压系数和长宽比的增大,侧墙和结构的接触力增加,顶板和结构的接触力减小。
【学位单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD322
【部分图文】：

1/4结构的网格图

2-18 即为模型整体的网格划分图，对上边和右边施加外压，竖向压力大小始终为 1 MPa，水平压力可以根据侧压系数的大小确定。由于整体模型和外压的对称性，对左边和下边分别施加水平和竖向支座。图 2-19 为孔口周围的网格划分示意图，靠近孔口的部分细分，远离孔口的部分进行粗分。
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本文编号：2856525