一种任意开挖断面隧洞的围岩应力分析方法技术

本发明专利技术涉及一种隧洞围岩稳定性分析和评价领域里围岩应力分布的确定方法，包括下述步骤：（1）建立力学模型：设围岩容重为γ、侧压力系数为λ、隧道埋深为H及开挖跨度为D当隧道埋深H与开挖跨度D满足H≥10D时,隧道原始地应力场简化为无穷远处均布的竖向应力、水平应力，剪应力；（2）建立任意开挖断面与变量ζ的映射函数；（3）以ζ及ω表示的解析函数和ψ(z)；（4）按下列复变函数计算而得隧洞开挖后的围岩应力；（5）对计算后的围岩应力进行分析。本发明专利技术填补了地下隧洞围岩应力解析解分析的空白，具有较高的精度和较高的工程可靠度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种隧洞围岩稳定性分析和评价领域里围岩应力分布的确定方法，它用来在隧洞开挖后的围岩稳定性分析与评价过程中快捷方便高效地确定围岩应力的分布和开展围岩应力分析。
技术介绍
通常的，地下隧道围岩应力分析的方法有以下四种。一种是数值计算法，需要对地下隧洞围岩进行弹塑性力学分析，确定具体边界条件下的围岩位移场或应力场，然后根据求得的结果进行围岩应力分析和稳定性评价，以确定地下隧洞结构设计的可靠性和施工方案的合理性。具体计算确定方法有有限元法、边界元法和离散元法等。这个方法的缺点是针对相类似的工程分析结果往往差异较大，且计算结果与实际情况之间也存在着一定的差距，这与计算时材料模型选取、计算参数取值、计算模式确定及对问题的简化程度等方面是有关的，因此对于数值模拟当前采取的是“定量分析，定性应用”一种理念；其次是效率低，特别是当边界条件发生变化时(荷载及材料属性等)，需要针对每一种边界条件重新建模计算应力场或位移场。对于工程问题，每次有限元法或边界元法计算的工作量都较大，所以总效率很低；第二种方法是模型试验，该方法能把工程结构与围岩作为统一体考虑，较好地反映了岩体特性且能模拟复杂工程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种任意开挖断面隧洞的围岩应力分析方法，其特征在于包括下述步骤：（1）建立力学模型：设围岩容重为γ、侧压力系数为λ、埋深为H和开挖跨度为D，当隧道埋深H与开挖跨度D满足H≥10D时,隧道原始地应力场简化为无穷远处均布的竖向应力、水平应力，剪应力；（2）建立任意开挖断面与变量ζ的映射函数：对隧洞的任意开挖断面，将任意开挖断面看成由ζ平面上的单位圆映射而得，从而将单位圆外域映射到任意断面隧洞外域，z=ω(ζ)=Σn=1mcnζ-(n-2)---(1)式中：z?为?z?平面上单连通外域内的点坐标；ζ为ζ平面上单位圆外域内的点坐标；ω为映射函数，m为映射函数...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祝江鸿，李明友，王渊，朱鹏，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：