[发明专利]各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析方法

说明书

本发明适用于隧道衬砌及围岩研究技术领域，提供了一种各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析方法、装置及终端设备，该方法包括：根据衬砌与围岩的接触关系，确定正交各向异性围岩中深埋非圆形隧道衬砌边界条件；根据边界条件，确定正交各向异性围岩的第一应力函数，以及各向同性深埋非圆形隧道衬砌的第二应力函数；根据第一应力函数和第二应力函数，确定各向异性围岩中非圆形隧道衬砌的应力分量和位移分量。本发明根据各向异性围岩中非圆形隧道衬砌的应力分量和位移分量，有利于有效准确地确定复杂非圆形隧道衬砌的安全性。

技术领域

本发明属于隧道衬砌及围岩研究技术领域，尤其涉及一种各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析方法、装置及终端设备。

背景技术

随着我国高速公路、铁路建设的快速发展，隧道的建设数量急剧增加，研究隧道衬砌中的应力和位移，进而确保隧道运营的安全性成为学术界和工程界广泛关注的问题。

在以往的研究中，为简化计算过程，通常将隧道衬砌周围的围岩视为各向同性材料，考虑圆形隧道衬砌与各向同性围岩相互作用的应力和位移的解析解，但隧道衬砌周围的围岩一般都是各向异性或横观各向同性的，隧道的洞型也通常不是圆形或不能等效为圆形，而是复杂非圆形的。

因此，研究各向异性围岩中的深埋非圆形隧道衬砌的应力和位移的解析解，对有效准确地确定复杂非圆形隧道衬砌的安全性至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析方法、装置及终端设备，以解决现有技术中无法有效准确地确定复杂非圆形隧道衬砌的安全性的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析方法，包括：

根据衬砌与围岩的接触关系，确定正交各向异性围岩中深埋非圆形隧道衬砌边界条件；

根据所述边界条件，确定正交各向异性围岩的第一应力函数，以及各向同性深埋非圆形隧道衬砌的第二应力函数；

根据所述第一应力函数和所述第二应力函数，确定所述各向异性围岩中非圆形隧道衬砌的应力分量和位移分量。

本发明实施例的第二方面提供了一种各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析装置，包括：

第一确定模块，用于根据衬砌与围岩的接触关系，确定正交各向异性围岩中深埋非圆形隧道衬砌边界条件；

第二确定模块，用于根据所述边界条件，确定正交各向异性围岩的第一应力函数，以及各向同性深埋非圆形隧道衬砌的第二应力函数；

第三确定模块，用于根据所述第一应力函数和所述第二应力函数，确定所述各向异性围岩中非圆形隧道衬砌的应力分量和位移分量。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如任一项所述各向异性围岩中非圆形隧道衬砌应力和位移分析方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过根据衬砌与围岩的接触关系，确定正交各向异性围岩中深埋非圆形隧道衬砌边界条件；并根据边界条件，确定正交各向异性围岩的第一应力函数，以及各向同性深埋非圆形隧道衬砌的第二应力函数；根据第一应力函数和第二应力函数，确定各向异性围岩中非圆形隧道衬砌的应力分量和位移分量。可以通过边界条件求解各向异性围岩中非圆形隧道衬砌的应力分量和位移分量，通过应力分量和位移分量，有利于有效准确地确定复杂非圆形隧道衬砌的安全性。

附图说明