地層一結構模型的(de)出(chū)發點是支護(hù)結構與圍岩相互(hù)作用,組成(chéng)一個共同承載體係,其中圍岩是主要的承載結構,支護結構是鑲嵌在無限或半無限介質孔洞上的(de)加勁環。它的特(tè)點能反映出隧道(dào)開挖(wā)後圍岩的應力狀態。
對於這種模型,目前較為成熟的(de)求解方法有:①解(jiě)析法;②數值法(fǎ)。
解析法,即根(gēn)據所給定的邊界條件,對問題的(de)平衡方程、幾何方程和物理方程直接求解。由於數學上(shàng)的困難(nán),現在還隻能對少數問題求解。
數值法主(zhǔ)要是指有限元法。它把圍岩和支護結構(gòu)都(dōu)劃分為(wéi)若幹(gàn)單元,然(rán)後根據能量原理建(jiàn)立單元剛度矩陣,並形成整個係統的總體剛度矩陣,從而求出係統上各個節點的位移和單元的應力。它不但可以模擬各種施工過程和各種支護效果,同時可以分(fèn)析複雜的地層情況(如斷層、節理等地質構造以及地下水等)和材料的非線性等。因此,該法對分析整個支護體係的穩定性具有理論意義。
將圍岩和襯砌結構離散為僅在節點相連的諸(zhū)單元的(de)等(děng)價係統,將荷載移置於節點,利用插值函數(shù)考慮連續條件,引入邊界條件,由矩陣力法或矩(jǔ)陣位移法求解圍岩和(hé)襯砌結構(gòu)的瘴(zhàng)力場和位移場的方法稱為有限單元法。
www.caiobei.com隧道檢測整理發布