一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法技术

一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，包括以下步骤：假定无限长中硬岩隧道内，存在非均匀爆炸荷载作用，隧道模型简化为岩体‑单层衬砌的平面应变模型；根据弹性波动理论建立岩体控制方程，重新推导岩体运动方程与本构关系使瞬态荷载、环向应变、切应变随

【技术实现步骤摘要】
一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法
本专利技术涉及一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，属隧道工程

技术介绍
随着我国城镇化进程推进，为了缓解城市农村之间交通阻塞的压力，带动农村经济转型发展，各地方积极修建公路、铁路隧道促进城市结构的转型和产业升级，从而提高经济效益。然而隧道属于四周封闭的特殊结构，在隧道内部因意外爆炸事故造成建筑物破坏的情况，逐渐成为工程领域所共同关注的问题。当公路或铁路隧道发生爆炸时，往往难以预测爆炸位置，大多受一个随机的内部动态荷载作用，隧道在距爆源更近一侧的位置产生的影响更大。因此爆炸作用的瞬态动态荷载分布形式并不完全为环向均匀的，但是目前对圆形隧道在非均匀爆炸荷载下的内力计算还没有非常好的方法，为此建立一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，不仅具有理论意义并且更具实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有圆形隧道在非均匀爆炸荷载下的内力计算存在的问题，建立一种计算在非均匀爆炸荷载作用下隧道变形与应力的方法。实现本专利技术的技术方案如下：一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，所述方法针本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，其特征在于，所述方法针对中硬岩隧道，首先建立岩体弹性波动方程，通过假设土体位移势函数将岩体运动方程进行变量分离，获得土体在lapalce域中应力和位移表达式；建立衬砌壳体的模态方程，对模态方程无量纲化并进行Laplace变换可得壳体应力‑位移关系；引入边界条件，求解所设待定系数，最后得到隧道岩体中内力解。

【技术特征摘要】
1.一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，其特征在于，所述方法针对中硬岩隧道，首先建立岩体弹性波动方程，通过假设土体位移势函数将岩体运动方程进行变量分离，获得土体在lapalce域中应力和位移表达式；建立衬砌壳体的模态方程，对模态方程无量纲化并进行Laplace变换可得壳体应力-位移关系；引入边界条件，求解所设待定系数，最后得到隧道岩体中内力解。2.根据权利要求1所述的一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，其特征在于，所述岩体弹性波动方程：σij＝λ1δijεkk+2μ1εij式中，σij为土骨架应力张量；εkk为土骨架体积应变；εij为土骨架应变张量；δij为Kronecker参数，当i≠j时δij＝0，i＝j时δij＝1；λ1、μ1为土骨架Lame常数；ur为土骨架介质的径向位移；uθ土骨架介质的环向位移；ρ1岩体密度。3.根据权利要求1所述的一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，其特征在于，所述土体位移势函数如下：土体位移势函数的通解可用n阶Bessel函数线性组合形式表达：式中，An、Bn、Cn、Dn为待定系数；In(*)为第一类n阶虚宗量Bessel函数；Kn(*)为第二类n阶虚宗量Bessel函数。4.根据权利要求1所述的一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，其特征在于，所述土体在Laplace域中的应力和位移表达式为：其中，r为极径；ur为土体径向位移；uθ为土体环向位移；An、Bn、Cn、Dn为待定系数；σr土体径向应力；σθ为土体环向应力；σrθ为土体切向应力；μ1为土骨架Lame常数；Kn为第二类n阶虚宗量Bessel函数。5.根据权利要求1所述的一种在非均匀爆炸荷载作用下计算隧道变形与应力的方法，其特征在于，所述衬砌壳体模态方程表达式为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶彪，耿大新，胡文韬，刘豆，曾罗兰，王俊，刘鑫磊，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36