彈塑性邊界元方法及其在地下工程中的應用.pdf

1、由于世界人口的急劇增長，人類的生存環(huán)境不斷發(fā)生變化，資源日趨短缺，土地沙漠化嚴重。對此，一些國家除采取綜合治理之外，認為地下洞室的開挖和利用對人類的生存和發(fā)展非常重要。隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國在地下洞室的開挖和利用方面取得了突破性進展，地下洞室應用的領域也越來越廣泛，其規(guī)模也越來越大。因此，對地下洞室（特別是地下洞室應力場、位移場分布）的研究具有十分重要的理論價值和工程意義。
　　求解工程問題一般有兩種方法：解析法、數(shù)值計算方法。

2、其中，解析法解決問題的范圍是有限的。隨著計算機的應用和推廣，各種數(shù)值計算方法在求解工程問題中起到越來越重要的作用。數(shù)值計算方法主要包括有限差分法、有限單元法、邊界元法。與其它數(shù)值計算方法相比較，邊界元法有著自身的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：第一，它降低了求解問題的維數(shù)；第二，在求解彈性問題時僅需要在物體邊界上剖分單元，當求解無限域或半無限域問題時，可使問題大為簡化；第三，求解奇異性問題時，由于不需對域內(nèi)剖分單元，計算較為簡單；第四，所需人工填寫數(shù)

3、據(jù)工作量較少，降低了出錯的可能性。
　　本文采用邊界元方法，計算和分析地下洞室開挖后應力場和位移場的分布規(guī)律。在總結前人研究的基礎上，編制了三維線彈性無限域問題的邊界元方法源程序。首先，通過與深埋圓形洞室在平面應變問題時應力場和位移場的理論解進行比較，驗證了程序的正確性。然后，利用此程序計算分析單條地下隧洞開挖、雙條平行隧洞開挖、雙條正交隧洞開挖三維應力場和位移場分布，分析洞室周壁的應力集中程度，洞室周壁的位移變形規(guī)律，給出了洞室