单位圆外域到任意开挖断面隧洞外域共形映射的计算方法

被引:24
作者
祝江鸿 [1 ]
杨建辉 [1 ]
施高萍 [2 ]
王珺 [3 ]
蔡建平 [2 ]
机构
[1] 浙江科技学院建工学院
[2] 浙江水利水电专科学校
[3] 北京科技大学土木与环境工程学院
关键词
任意开挖断面; 共形映射; 三角插值; 法线逼近法; 收敛条件;
D O I
10.16285/j.rsm.2014.01.025
中图分类号
U451 [隧道结构理论];
学科分类号
摘要
将复杂开挖断面为边界的力学问题转化成单位圆为边界的力学问题,是利用复变函数理论开展地下隧洞围岩力学分析的前提。从黎曼存在定理出发,建立了以洛朗级数有限项表示的单位圆外域到任意开挖断面隧洞外域的共形映射函数。根据边界对应原理,将域到域的共形映射问题转化成单位圆周线到任意开挖断面隧洞边界线的共形映射问题。从三角插值理论出发,采用奇偶插值点反复相互迭代对映射函数的求解开展了研究。为快速地进行迭代计算,采用法线逼近法进行计算点(映射点)调整。提出了以映射边界线与实际开挖洞形边界线之间的绝对误差作为迭代计算的收敛条件,保证了共形映射精度。给出了3个开挖断面隧洞映射函数的求解算例,并将研究结果与文献中的方法进行了比较。结果表明,提出的单位圆外域到任意开挖断面隧洞外域共形映射的计算方法具有操作简单、精度高和收敛快等特点。
引用
收藏
页码:175 / 183
页数:9
相关论文
共 17 条
[11]  
围岩力学分析中的解析方法[M]. 煤炭工业出版社 , 陈子荫编著, 1994
[12]  
Displacement Analytic Solution of a Deep Elliptical Tunnel in Transversely Isotropic Rock Mass[J] . Zhang Zhi Zeng,Zhang Jin Hu,Hou Dong Qi,Chen Xiao Peng.Advanced Materials Research . 2012 (402)
[13]  
Analytical elasto-plastic solution for stress and plastic zone of surrounding rock in cold region tunnels[J] . G.Y. Gao,Q.S. Chen,Q.S. Zhang,G.Q. Chen.Cold Regions Science and Technology . 2011
[14]   Analytical solution for the excavation of circular tunnels in a visco-elastic Burger's material under hydrostatic stress field [J].
Fahimifar, Ahmad ;
Tehrani, Farshad Monshizadeh ;
Hedayat, Ahmadreza ;
Vakilzadeh, Arash .
TUNNELLING AND UNDERGROUND SPACE TECHNOLOGY, 2010, 25 (04) :297-304
[15]  
Elastic analysis of stress–displacement field for a lined circular tunnel at great depth due to ground loads and internal pressure[J] . Shu-cai Li,Ming-bin Wang.Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research . 2007 (6)
[16]   Deformations of an elastic half plane with a circular cavity [J].
Verruijt, A .
INTERNATIONAL JOURNAL OF SOLIDS AND STRUCTURES, 1998, 35 (21) :2795-2804
[17]   Numerical conformal mapping methods based on Faber series [J].
DeLillo, TK ;
Elcrat, AR ;
Pfaltzgraff, JA .
JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND APPLIED MATHEMATICS, 1997, 83 (02) :205-236