国家自然科学基金(10702052)
- 作品数：9 被引量：18H指数：3
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- 圆形洞室动态施工中围岩粘弹时变解析分析被引量：2
- 2008年
- 针对深埋地下洞室,寻求洞室动态施工中围岩应力及位移场的解析解.在推导中考虑了岩体粘性时效和动态施工对位移影响的耦合作用.将开挖岩体模拟为Maxwell粘弹模型,从基本控制方程出发,导出双向等地应力情况下无限均匀介质中圆形洞室施工过程围岩位移解析解;应力解则由时变力学对应性原理得出.该结果可用于圆形洞室半径任意时变的情况.针对匀速和加速施工情况进一步求解施工至某一时刻结束后的位移粘弹解,定量分析最终形状相同时,不同时变速度和加速度对最终结果的影响,分析了粘性介质中圆洞施工的时径相关性现象.
- 王华宁曹志远
- 关键词：地下洞室粘弹性解析解
- 粘弹性岩体中椭圆洞室开挖过程的施工力学分析
- 本文针对粘弹性岩体中椭圆形洞室开挖问题，给出了施工过程中的应力和位移解析解。通过求解逆映射函数，把S平面上的复位势转换至Z平面，并根据变边界粘弹性问题对应关系求得了应力和位移解答。对应力边值问题，应力粘弹性解与弹性解相同...
- 何平王华宁
- 关键词：基坑开挖建筑施工
- 粘弹岩体中立井连续施工过程的解析模拟
- 2010年
- 考虑立井连续施工过程,从解析角度研究施工过程中的应力与位移。从一般粘弹时变力学方程出发,用拉普拉斯变换法寻找粘弹问题解与弹性问题解的对应关系,指出只有自相似粘弹时变问题才可获得这种对应关系。对于可模拟为Maxwell粘弹性体的岩体,仅考虑自重应力作用时,根据这种对应关系得到圆形立井施工过程应力和位移解析解,并分析了施工速度和围岩径向位移之间的关系。
- 王华宁
- 关键词：立井时变力学粘弹性
- 深埋圆形压力隧洞施工过程的粘弹性解析解被引量：8
- 2012年
- 地下工程施工一般需分步、分段进行,其边界会随着开挖过程不断发生变化。而多数岩石又具有流变特性。因此,隧道施工中围岩力学分析应考虑岩体流变时效与动态施工的共同作用。本文从一般粘弹性时变力学方程出发,用拉普拉斯变换法得出了弹性问题和粘弹性问题间的对应性关系。当把岩石模拟为H-Kilvin粘弹性体,根据对应性关系求得了两向不等压下圆形隧洞任意形式断面开挖过程中的应力和位移积分形式解答。通过折减地应力,也可考虑纵向施工效应影响。当隧洞半径随时间线性变化时,通过某算例分析了断面开挖时不同施工速度、不同角度和侧压系数对位移和应力的影响。结果显示,开挖越缓慢,位移变化也比较平缓,且其施工结束时的位移越大,达到稳定所需的时间越短。
- 何平王华宁
- 关键词：圆形隧洞粘弹性解析解
- 考虑断面及纵向施工效应时支护圆形洞室黏弹解析分析被引量：6
- 2011年
- 针对深埋圆形洞室,用半径时变函数模拟断面开挖过程,引入空间影响系数对力学模型进行修正以考虑纵向开挖影响。当岩体模拟为任一黏弹性材料时,将方程拉普拉斯变换求得位移通解,逆变换后代入边界条件确定待定函数,最终得到用洞周面力表达的围岩应力、位移统一解。区分开挖与支护时段,利用围岩与支护接触条件建立关于支护力的积分方程。当取Boltzmann黏弹模型时,求解积分方程得到支护力的确切表达,并可求得开挖过程及任意时刻支护后应力、位移分段解析表达。算例分析表明,纵向推进速度越大,位移越大;断面开挖较快时纵向推进速度对位移的影响越显著。最终洞型和纵向推进速度均相同时,采用不同断面开挖速度且挖完立即支护时,开挖较快的情况位移变化较剧烈,而支护后最终稳定位移较小。但是,相应支护阶段产生的位移较大,支护力也较大。文中导出的解可用于计算圆形洞室半径任意开挖并加支护后的应力、位移,该方法也适用于其它黏弹模型岩体的施工分析。
- 王华宁曹志远李悦
- 关键词：施工过程支护
- 粘弹岩体中洞室开挖路径相关性的解析分析
- 将岩体模拟为Burgers粘弹模型,考虑洞室连续施工过程,用解析方法推演圆形洞室围岩应力、位移的时效规律。由时变对应原理得到应力解;通过基本方程的代换,得到关于径向位移的微分方程,将待定函数光滑化处理后得到位移解。该解可...
- 王华宁李悦
- 关键词：粘弹性洞室开挖
- 文献传递
- 无限粘弹介质中圆孔时变问题的解析分析
- 2009年
- 本文推导粘弹介质中圆孔孔径时变时的应力和位移。由粘弹解与弹性解的对应关系得到粘弹时变应力解。用直接解方程法求径向位移,最终归结为求解关于待定函数的l阶非齐次微分方程。将半径时变函数泰勒展开,用幂级数解法得到一般情况下的解。在寻找定解条件时,采用了对待定函数的光滑化处理,认为在t=0的微小邻域内函数仍满足微分方程,通过积分得到与待定系数数目相同的定解条件,从而获得本问题径向位移解析解。对Maxwell粘弹模型的求解证明了该法的可靠性。文中解适用于任意粘弹模型和孔径任意时变的情况。
- 王华宁曹志远
- 关键词：时变力学粘弹性解析解
- 粘弹介质中圆孔时变轴对称问题的解析分析被引量：2
- 2009年
- 对任意粘弹模型,用拉普拉斯变换法推导无限粘弹平面中圆孔半径任意时变时应力和位移的一般解析解.首先根据一般粘弹模型边界时变轴对称问题的基本方程,应用拉普拉斯变换得到拉氏空间中位移应满足的微分方程,并求得方程的通解,从而得到拉氏空间中位移、应力的一般表达式.对应力边界问题,将拉氏空间应力表达进行逆变换,再根据边界条件确定待定函数,最终得到应力和位移解答.解答没有体积不可压缩的限制条件,并且适用于球量也具有粘弹效应的情况.作为应用,根据该解答求得H-Kelvin粘弹模型的解.算例显示,不同半径时变过程位移场的变化也不同.对线性时变过程,较慢的时变速度下位移变化平缓,但时变结束时刻的位移较大.
- 王华宁曹志远
- 关键词：时变力学解析解
- 粘弹性岩体中支护圆形洞室施工过程的解析分析被引量：4
- 2012年
- 地下洞室的开挖与支护是逐步的连续过程。对具有流变效应的粘弹性岩体,流变时效与施工效应发生耦合,变形与时间相关。针对深埋圆形洞室的施工,用半径时变函数模拟断面开挖过程。当岩体模拟为任一粘弹性材料时,将方程进行拉普拉斯变换求得位移通解,逆变换后代入边界条件确定待定函数,最终得到用洞周面力表达的围岩应力、位移统一解。区分开挖与支护时段,将半径时变函数、洞周面力不同表达式代入,利用支护后围岩与弹性支护接触条件建立关于支护力的Volterra积分方程。当岩石模拟为Boltzmann粘弹模型时,代入材料参数可求解积分方程得到支护力的确切表达,并进一步求得开挖过程及任意时刻支护后应力、位移分段解析表达式。表达式和算例分析表明:加支护后的径向位移增长呈指数形式变化且最终稳定于某一数值。最终洞型相同时,采用不同断面开挖速度且挖完立即支护时,开挖较快的情况位移变化较剧烈,而支护后最终稳定位移较小;但是,相应支护阶段产生的位移较大,支护力也较大。文中给出的方法可用于计算圆形洞室半径任意开挖并加支护后的应力、位移,适用于任一粘弹模型岩体的施工分析。
- 王华宁仲政
- 关键词：施工过程支护
- 无限粘弹性平面中椭圆孔口变边界过程的复变函数解答
- 2014年
- 工程中存在一类几何边界随时间变化的变边界结构,例如土木工程中处于施工阶段的结构.论文以粘弹性岩体中隧道开挖为背景,尝试用变边界问题对应关系和平面弹性复变方法求取无限平面中椭圆孔口自相似变边界情况下的解析解答.首先建立了复变函数法求解变边界粘弹性问题的基本步骤和公式.然后通过建立逆映射函数将已知ζ平面复位势转至z平面,解耦参与拉普拉斯变换的时间与孔口映射函数所带来的时间,从而导出了粘弹性类材料的应力与位移的统一表达.作为一个例子,论文选择Boltzmann粘弹性模型,代入模型参数后得到积分形式的位移、应力解析解,通过与数值解的比较验证了该解答的可靠性,并通过一个算例分析了变边界过程对位移、应力的影响.分析结果显示,采用不同变边界过程的位移、应力变化形态和数值均有差别.论文解答可用于进行地下椭圆孔型隧道在开挖过程中的力学分析,为实际工程提供初步设计的手段.此外,本文给出的方法可用于推导任意形状孔型变边界问题的解答.
- 王华宁何平蒋明镜
- 关键词：椭圆孔粘弹性解析解
