小净距隧道围岩稳定性解析与模拟研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 小净距隧道有关问题的研究现状 3

1.2.1 小净距隧道围岩稳定性影响因素研究 3

1.2.2 小净距隧道围岩稳定性评价方法和指标研究 8

1.2.3 小净距隧道围岩稳定性研究方法 11

1.3 存在的问题 14

1.4 研究内容 14

2 分离式隧道平面力学问题的复变函数解法 16

2.1 弹性平面力学问题的复变函数表示 16

2.1.1 双调和函数的复变函数表示 17

2.1.2 应力分量和位移分量的复变函数表示 17

2.1.3 边界条件的复变函数表示 17

2.1.4 ？（z）和ψ（z）的讨论 18

2.2 圆形隧道围岩应力场的柯西积分解法 19

2.2.1 圆形隧道条件描述及映射函数 19

2.2.2 圆形隧道平面力学问题的复变函数表示 19

2.2.3 解析函数？1（ζ）和ψ1（ζ）的求解 20

2.2.4 解析函数？（z）和ψ（z）的求解 21

2.2.5 算例 22

2.3 近似映射函数求解研究 24

2.3.1 映射函数的建立 25

2.3.2 映射函数的求解 26

2.3.3 算例 27

2.4 任意断面隧道平面力学问题中的两个解析函数求解 30

2.4.1 两待求解析函数及边界条件在ζ平面上的表示 31

2.4.2 ？（ζ）、ψ（ζ）的求解 31

2.4.3 ？（ζ）、ψ（ζ）的验证 36

2.5 复杂隧道断面围岩应力场和位移场求解 36

2.5.1 标准隧道断面围岩应力和位移计算条件 36

2.5.2 标准隧道断面映射函数 37

2.5.3 以ζ表示的应力和位移计算公式 38

2.5.4 应力场求解结果分析 38

2.5.5 围岩位移分析 40

2.6 小结 42

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 44

3.1 Schwarz交替法原理 44

3.1.1 Schwarz交替法原理 44

3.1.2 双连通域中的弹性力学边值问题的Schwarz交替法实现 46

3.2 圆形小净距隧道解析函数研究 47

3.2.1 不同坐标系下解析函数的变换 48

3.2.2 两圆孔洞下？（z）和ψ（z）的求解 49

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 54

3.3.1 三个问题 54

3.3.2 ？（ζ）和ψ（ζ）的交替迭代求解 55

3.3.3 迭代次数讨论 57

3.4 洞形条件分析 58

3.4.1 依托工程概况 58

3.4.2 计算条件 58

3.4.3 不同洞形的映射函数 59

3.4.4 计算结果分析 60

3.5 埋深和围岩条件分析 64

3.5.1 埋深条件分析 64

3.5.2 围岩条件分析 68

3.6 净距对围岩稳定性的影响分析 71

3.6.1 计算参数 71

3.6.2 围岩应力 71

3.6.3 围岩位移分析 72

3.7 小结 76

4 小净距隧道围岩稳定性与合理净距模拟研究 77

4.1 小净距隧道毛洞围岩稳定性分析 77

4.1.1 数值计算模型 78

4.1.2 开挖洞形分析 79

4.1.3 围岩条件分析 81

4.1.4 埋深条件分析 84

4.2 小净距隧道开挖力学分析 86

4.2.1 计算模型和参数 87

4.2.2 开挖方案设计 90

4.2.3 模拟结果分析 91

4.3 小净距隧道支护强度分析 96

4.3.1 支护强度设计 96

4.3.2 支护方案设计 97

4.3.3 支护效果分析 97

4.4 小净距隧道合理净距研究 101

4.4.1 合理净距确定准则 101

4.4.2 数值模拟条件 101

4.4.3 洞周位移分析 102

4.4.4 洞周应力分析 104

4.4.5 围岩塑性区分析 105

4.5 小净距隧道合理净距模型试验研究 105

4.5.1 试验装置 105

4.5.2 模型试验方案 107

4.5.3 试验结果与分析 108

4.6 小结 111

参考文献 113