非線性破壞準(zhǔn)則下淺埋隧道圍巖壓力的上限分析.pdf

1、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于確定隧道圍巖壓力。現(xiàn)有關(guān)于淺埋隧道圍巖壓力的計(jì)算方法包括:極限平衡法、太沙基法及我國(guó)公路和鐵路隧道規(guī)范推薦的方法。近些年來(lái),在巖土工程中應(yīng)用比較廣泛的極限分析方法也被逐步應(yīng)用到了隧道圍巖壓力計(jì)算中。上述計(jì)算方法絕大多數(shù)都是在巖土體線性破壞準(zhǔn)則下進(jìn)行的,而大量實(shí)驗(yàn)表明,巖土體服從非線性破壞準(zhǔn)則。因此,研究非線性破壞準(zhǔn)則下淺埋隧道圍巖壓力是一個(gè)新的課題。
　　 本文在極限分析法的基礎(chǔ)上,引入了非線性破壞準(zhǔn)則,對(duì)

2、淺埋隧道圍巖壓力問(wèn)題進(jìn)行了以下工作:
　　 1.介紹了非線性破壞準(zhǔn)則以及其在巖土工程中的應(yīng)用。
　　 2.介紹了極限分析原理,并重點(diǎn)介紹了極限分析上限定理及其應(yīng)用條件,指出極限分析上限法計(jì)算淺埋隧道圍巖壓力的具體方法和步驟。
　　 3.首次提出兩種新的破壞模式,并在非線性破壞準(zhǔn)則下,分別推導(dǎo)出相應(yīng)破壞模式下圍巖壓力的計(jì)算公式。
　　 4.介紹了最優(yōu)化問(wèn)題的一些基本理論,包括:擬牛頓法、遺傳算法、序列二次規(guī)

3、劃算法,并重點(diǎn)介紹了序列二次規(guī)劃算法在Matlab中的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)Matlab及其優(yōu)化工具箱,本文得出不同破壞模式下圍巖壓力的最優(yōu)上限解,通過(guò)將所得結(jié)果與現(xiàn)有研究成果和實(shí)際工程進(jìn)行了對(duì)比發(fā)現(xiàn),本文所提出的破壞模式是合理的。
　　 5.討論了非線性系數(shù)及各圍巖參數(shù)對(duì)隧道圍巖壓力上限解和隧道破裂面形狀的影響,得出一些有益結(jié)論。另外,還探討了Hoek-Brown準(zhǔn)則下圍巖壓力上限解與Hoek-Brown參數(shù)的關(guān)系,并分析了各參數(shù)對(duì)圍巖破