深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法、装置及终端设备制造方法及图纸

本发明专利技术适用于隧道设计技术领域，提供了一种深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法、装置及终端设备，该方法包括：获取深埋非圆形隧道围岩的应力边界条件；根据应力边界条件和各向同性围岩的应力函数通式，计算深埋非圆形隧道围岩在直角坐标系中的应力分量；根据应力分量和D‑P屈服准则，计算获得深埋非圆形隧道围岩塑性区的半径表达式。本发明专利技术可以更加准确地设计隧道围岩支护，避免根据深埋圆形隧道塑性区的分析提供的数据不够准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法、装置及终端设备
本专利技术属于隧道设计
，尤其涉及一种深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法、装置及终端设备。
技术介绍
在隧道设计中，确定隧道围岩的塑性区范围是设计隧道围岩支护的重要依据。然而，现有技术中通常是对深埋圆形隧道塑性区进行分析，但在实际隧道设计时，隧道往往不是圆形或者不能等效为圆形，因此针对深埋圆形隧道塑性区的分析提供的数据不够准确。但是由于深埋非圆形隧道的复杂性，对于深埋非圆形隧道围岩塑性区的分析较少。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法、装置及终端设备，以解决现有技术中深埋圆形隧道塑性区的分析提供的数据不够准确的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法，包括：获取深埋非圆形隧道围岩的应力边界条件；根据所述应力边界条件和各向同性围岩的应力函数通式，计算所述深埋非圆形隧道围岩在直角坐标系中的应力分量；根据所述应力分量和D-P屈服准则，计算获得所述深埋非圆形隧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法，其特征在于，包括：/n获取深埋非圆形隧道围岩的应力边界条件；/n根据所述应力边界条件和各向同性围岩的应力函数通式，计算所述深埋非圆形隧道围岩在直角坐标系中的应力分量；/n根据所述应力分量和D-P屈服准则，计算获得所述深埋非圆形隧道围岩塑性区的半径表达式。/n

【技术特征摘要】
1.一种深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法，其特征在于，包括：
获取深埋非圆形隧道围岩的应力边界条件；
根据所述应力边界条件和各向同性围岩的应力函数通式，计算所述深埋非圆形隧道围岩在直角坐标系中的应力分量；
根据所述应力分量和D-P屈服准则，计算获得所述深埋非圆形隧道围岩塑性区的半径表达式。


2.如权利要求1所述的深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法，其特征在于，所述应力边界条件，包括：
所述深埋非圆形隧道围岩的竖向无穷远处和侧向无穷远处边界条件，以及所述深埋非圆形隧道的边界条件。


3.如权利要求2所述的深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法，其特征在于，在所述根据所述应力边界条件和各向同性围岩的应力函数通式，计算所述深埋非圆形隧道围岩在直角坐标系中的应力分量之前，还包括：
通过保角变换，将z平面上深埋非圆形隧道外域映射到ζ平面上以原点为圆心的单位圆外域，获得映射函数ω(ζ)：



其中，Ck和n为与所述深埋非圆形隧道的截面形状对应的系数，ρ为映射到ζ平面上的半径，θ为映射到ζ平面上的角度；
其中，将所述深埋非圆形隧道边界映射到所述单位圆的圆周，在单位圆边界上ρ＝1，ζ＝σ＝eiθ。


4.如权利要求3所述的深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法，其特征在于，所述根据所述应力边界条件和各向同性围岩的应力函数通式，计算所述深埋非圆形隧道围岩在直角坐标系中的应力分量，包括：
根据所述映射函数，获得所述应力函数通式；
根据所述竖向无穷远处和侧向无穷远处边界条件，确定所述应力函数通式的系数；
根据所述深埋非圆形隧道的边界条件以及柯西积分解法，确定所述应力函数通式在所述单位圆外域的解析函数表达式；
根据确定所述系数和所述解析函数表达式后的应力函数通式，计算所述深埋非圆形隧道围岩在直角坐标系中的应力分量。


5.如权利要求1至4任一项所述的深埋非圆形隧道围岩塑性区计算方法，其特征在于，所述根据所述应力分量和D-P屈服准则，计算获得所述深埋非圆形隧道围岩塑性区的半径表达式，包括：
根据所述应力分量，获得应力第一不变量和应力偏张量第二不变量；
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑红，范金录，李国良，朱永全，张旭珍，李文江，刘志春，李新志，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13