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考虑宽度与厚度的颗粒胶结模型理论分析
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU435[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]同济大学航空航天与力学学院,上海200092, [2]山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室,山西太原030006, [3]山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术山西省重点实验室,山西太原030006, [4]同济大学土木工程学院,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(11572228,51639008);黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室开放基金(KLTLR-Y13-15);国家“九七三”重点基础研究发展计划(2014CB046901)
中文摘要:

针对水平和竖向地应力不相等的一般地应力条件下圆形隧道的断面开挖、纵向推进及衬砌施工问题,用任意黏弹性模型模拟不同岩石流变特性,用与时间相关的开挖函数模拟隧道断面开挖过程,用虚拟支护力等效纵向开挖效应,并在隧道开挖完成后的任意时刻施加弹性支护.采用复变函数方法和拉普拉斯变换技术给出用复位势表达的边界条件和围岩、衬砌接触位置协调条件,建立关于复位势中待定项系数的方程.通过求解方程确定待定项系数,从而得到开挖与支护整个施工过程任意时刻围岩位移和应力理论解答,并与相同条件下有限元解进行了对比.根据解答分析了围岩位移和应力的分布规律以及衬砌施加时刻对围岩位移和应力的影响.根据现有解析程序,可以形成快速预测隧道施工力学状态的计算机系统,方便、快捷地进行相似工程条件下的初步设计.

英文摘要:

The problems of lined circular tunnel construction subject to non-hydrostatic initial stresses were considered, accounting for cross-section excavation, longitudinal advancement, and any installation time of the elastic liner. In the derivation, linear viscoelastic models were adopted to simulate the rheological properties of the rock, time dependent excavation process and fictitious stresses were considered to simulate sequential excavation and tunnel advancement, respectively. According to the complex variable method and Laplace transform technique, the boundary and compatibility conditions were expressed by the two potentials, and the equations with respect to the coefficients in potentials were established afterwards. The analytical solutions for stress and displacement were then provided for the whole construction process after the determination of the coefficients by solving these equations. A good agreement between results from Finite Element Method and the analytical solutions had been obtained. Based on analytical solutions, a comprehensive parametrical analyses were then carried out to investigate the distribution discipline of displacements and stresses of the rock, as well as the influence of liner installation time on displacements and stresses of the rock. According to presented solutions, a fast predicting system for the mechanical state of the rock can be obtained and the ones provide much convenient way for preliminary design of tunnel construction.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,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:54826