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小净距隧道围岩稳定性解析与模拟研究

作者: 杨建辉,祝江鸿

出版社:地质出版社

分类:水工环地质分库

关键词:隧道工程,围岩稳定性,研究

开本:787×1092 1/16开页数:116

ISBN:9787116091665_11出版日期:2015-07

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定价:30.00元优惠价:9元




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本书首先对单洞隧道问题的解析解进行了研究。从三角插值理论出发,研究了以洛朗级数表示的单位圆外——单洞外无限域的映射函数求解问题,并利用柯西积分法推导了复杂断面单洞隧道围岩应力和位移的解析解。然后利用交替法原理、映射函数和单洞隧道解析解,推导了小净距隧道围岩应力和位移平面弹性解析解。并利用该解析解,研究了洞形、埋深和围岩性质等因素对小净距隧道围岩应力和位移分布的影响规律,研究了净距对围岩应力和位移的影响规律,获得了应力和位移发生突变的净距值。,采用ANSYS有限元分析软件,开展了毛洞条件下小净距隧道围岩稳定性分析,通过常用开挖方案的数值模拟,研究了隧道施工过程力学行为;开展了不同支护强度组合下小净距隧道围岩的应力、位移特点;最后结合模型试验,研究了不同净距下围岩稳定性与破坏特征,提出了合理净距建议值。,本书可供隧道、矿山、水利、交通等系统的广大科技工作者及相关专业的院校师生参考。

目录
作者简介
前言
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 小净距隧道有关问题的研究现状
1.2.1 小净距隧道围岩稳定性影响因素研究
1.2.2 小净距隧道围岩稳定性评价方法和指标研究
1.2.3 小净距隧道围岩稳定性研究方法
1.3 存在的问题
1.4 研究内容
2 分离式隧道平面力学问题的复变函数解法
2.1 弹性平面力学问题的复变函数表示
2.1.1 双调和函数的复变函数表示
2.1.2 应力分量和位移分量的复变函数表示
2.1.3 边界条件的复变函数表示
2.1.4 φ(z)和ψ(z)的讨论
2.2 圆形隧道围岩应力场的柯西积分解法
2.2.1 圆形隧道条件描述及映射函数
2.2.2 圆形隧道平面力学问题的复变函数表示
2.2.3 解析函数φ1(ζ)和ψ1(ζ)的求解
2.2.4 解析函数φ(z)和ψ(z)的求解
2.2.5 算例
2.3 近似映射函数求解研究
2.3.1 映射函数的建立
2.3.2 映射函数的求解
2.3.3 算例
2.4 任意断面隧道平面力学问题中的两个解析函数求解
2.4.1 两待求解析函数及边界条件在ζ平面上的表示
2.4.2 φ(ζ)、ψ(ζ)的求解
2.4.3 φ(ζ)、ψ(ζ)的验证
2.5 复杂隧道断面围岩应力场和位移场求解
2.5.1 标准隧道断面围岩应力和位移计算条件
2.5.2 标准隧道断面映射函数
2.5.3 以ζ表示的应力和位移计算公式
2.5.4 应力场求解结果分析
2.5.5 围岩位移分析
2.6 小结
3 基于复变函数法的小净距隧道围岩稳定性与合理净距研究
3.1 Schwarz交替法原理
3.1.1 Schwarz交替法原理
3.1.2 双连通域中的弹性力学边值问题的Schwarz交替法实现
3.2 圆形小净距隧道解析函数研究
3.2.1 不同坐标系下解析函数的变换
3.2.2 两圆孔洞下φ(z)和ψ(z)的求解
3.3 复杂断面小净距隧道围岩应力场和位移场解析解研究
3.3.1 三个问题
3.3.2 φ*(ζ)和ψ*(ζ)的交替迭代求解
3.3.3 迭代次数讨论
3.4 洞形条件分析
3.4.1 依托工程概况
3.4.2 计算条件
3.4.3 不同洞形的映射函数
3.4.4 计算结果分析
3.5 埋深和围岩条件分析
3.5.1 埋深条件分析
3.5.2 围岩条件分析
3.6 净距对围岩稳定性的影响分析
3.6.1 计算参数
3.6.2 围岩应力
3.6.3 围岩位移分析
3.7 小结
4 小净距隧道围岩稳定性与合理净距模拟研究
4.1 小净距隧道毛洞围岩稳定性分析
4.1.1 数值计算模型
4.1.2 开挖洞形分析
4.1.3 围岩条件分析
4.1.4 埋深条件分析
4.2 小净距隧道开挖力学分析
4.2.1 计算模型和参数
4.2.2 开挖方案设计
4.2.3 模拟结果分析
4.3 小净距隧道支护强度分析
4.3.1 支护强度设计
4.3.2 支护方案设计
4.3.3 支护效果分析
4.4 小净距隧道合理净距研究
4.4.1 合理净距确定准则
4.4.2 数值模拟条件
4.4.3 洞周位移分析
4.4.4 洞周应力分析
4.4.5 围岩塑性区分析
4.5 小净距隧道合理净距模型试验研究
4.5.1 试验装置
4.5.2 模型试验方案
4.5.3 试验结果与分析
4.6 小结
参考文献
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