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考虑流变效应的高地应力软岩隧道断面形态优化研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2013.10.1
  • 页码:265-271
  • 分类:U451.2[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室, [2]山东大学岩土与结构工程研究中心
  • 相关基金:国家杰出青年基金资助(No.51225902);国家重点基础研究发展计划资助(973)(No.2013CB036006);国家青年科学基金资助(No.51108448)
  • 相关项目:高应力流变岩体锚固机理及其失效机制研究
中文摘要:

高地应力软岩隧道围岩流变效应明显,形变压力导致的仰拱和边墙连接处的应力集中是导致隧道底鼓破坏的重要原因,合理的隧道断面形态有利于减小应力集中,保证隧道长期安全运营。在考虑软岩流变效应的情况下,以有限元软件ABAQUS为平台,通过Python编程实现隧道断面参数化设计和有限元计算,基于结合罚函数的Nelder-Mead函数建立隧道断面优化算法,并以隧道开挖面积,隧道最大仰拱隆起,围岩蠕变损伤区面积,衬砌最大轴力和衬砌最大弯矩为优化目标,对宜-巴(宜昌至巴东)高速峡口隧道断面形态进行优化,为高地应力软岩隧道断面设计提供科学指导。

英文摘要:

When tunneling in high geostress region, the surrounding rock often produces obvious rheological deformation. The deformation would lead to stress concentration at the connection between side wall and inverted arch, which might result in floor heaving during tunnel operation period. So, a reasonable section shape of tunnel which could reduce stress concentration is very important for the long-term stability of tunnel. Considering rheological effect of surrounding rock, the parameterization design of tunnel section is programed into ABAQUS by Python. And a tunnel section optimization algorithm is established based on combination penalty function and Nelder-Mead function. An optimized objective function is established for Xiakou tunnel considering excavation area, floor heaving, creep damage area, axial force and bending moment of supporting system. The optimization results will provide scientific guidance for high geostress soft rock tunnel.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873