高速铁路隧道围岩参数空间变异性的力学响应分析

作     者：文明 张顶立 房倩 WEN Ming;ZHANG Dingli;FANG Qian

作者机构：北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2017年第36卷第7期

页      面：1697-1709页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 0815[工学-水利工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2016YJS116) 国家自然科学基金重点项目(U1234210)~~ 

主　　题：岩石力学 高速铁路隧道 围岩力学响应 空间变异性 非侵入式随机分析 Karhunen-Loève级数展开 

摘      要：针对大断面高速铁路隧道围岩的参数变异性及空间相关性等问题,在随机场理论的基本框架下,将非侵入式随机分析、地层结构模型、有限差分法和蒙特卡洛模拟有机结合,提出考虑围岩参数空间变异性的非侵入式随机有限差分分析模型。运用该模型对隧道开挖后围岩的力学响应进行分析,得到围岩参数空间变异性的2个基本要素:参数变异性和空间相关性,其特征参数的取值变化会直接影响到围岩变形特性、塑性区发展模式以及地表沉降形态。同时与确定性模型的计算结果进行比较,提炼出隧道开挖后围岩参数空间变异性的4种典型工程效应:(1)围岩结构性低强度荷载占优效应;(2)围岩结构空间相关各向异性效应;(3)功能函数敏感性差异及非线性效应;(4)功能函数转变分布类型效应。研究成果为拓展基于空间变异性的高速铁路隧道工程稳健性设计奠定了一定的基础。