›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (5): 1418-1424.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于边界点搜索的洞室外域映射函数求解法

皇甫鹏鹏1,伍法权1,郭松峰1,熊 峥2   

  1. 1.中国科学院地质与地球物理研究所 工程地质力学重点实验室,北京 100029;2. 海南省公路勘察设计院,海口 570206
  • 收稿日期:2011-02-15 出版日期:2011-05-10 发布日期:2011-09-23
  • 作者简介:皇甫鹏鹏,男,1985年生,硕士研究生,主要从事岩体力学和围岩应力场解析方面的研究工作
  • 基金资助:

    973国家项目(No.2010CB732001);国家自然科学基金重点项目(No. 41030749)联合资助

A new method for calculating mapping function of external area of cavern with arbitrary shape based on searching points on boundary

HUANGFU Peng-peng1, WU Fa-quan1, GUO Song-feng1, XIONG Zheng2   

  1. 1. Key Laboratory of Engineering Geomechanics, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 2. Institute of Highway Survey and Design of Hainan Province, Haikou 570206, China
  • Received:2011-02-15 Online:2011-05-10 Published:2011-09-23

摘要: 弹性力学中,把地下洞室外域变换成单位圆外域的映射函数最普遍的形式是Laurent级数,因而求解级数表达式中的系数则成为求解地下洞室解析解问题的关键。而通过搜索边界映射点的方法,可以得出一种求解映射函数表达式系数的新解法。该法首先初始化一组近似的对应关系,通过这一初始映射关系所求解出来的映射函数,得出单位圆上点的相应的映射点及初始映射洞形,由这些相邻映射点之间的距离,根据等距离比的原则,求出对应的在实际地下洞室边界上的点坐标。再根据这一改进的对应关系,求解出第1次迭代的映射函数,如此循环下去,直到近似洞形与实际洞形足够地接近为止。运用该方法可以灵活控制Laurent级数的项数、迭代循环的次数以及映射洞形的精度。该法能快速求解出各种复杂单个单连通区域洞形的映射函数,尤其对目前工程中常见的复杂洞形,都能得出相当精确的映射函数

关键词: 映射函数, 地下洞室, Laurent级数, 边界映射点搜索

Abstract: In the elastic mechanics, the general form of mapping function, which represents the area external to a given underground cavern by the area outside the unit circle in another plane, is Laurent series, hence to resolve the coefficients of Laurent series is one of the key points to make analytical solution to underground cavern. A new method for calculating mapping function is put forward by means of searching mapped points on the boundary of underground cavern. While employing this method, one set of mapping relation should be initialized, by which the initial mapping function is obtained; thus corresponding mapped points and mapped shape of the given cavern are achieved. According to the distances of adjacent mapped points in the mapped boundary, the relevant realistic point coordinates in the real boundary are obtained in terms of the principle of equal rate of distance. Then, based on this improved mapping relation, the first iterative mapping function is calculated. In light of this algorithm, the final mapping function, whose accuracy is in the controlling range, can be achieved. Applying this method, the number of series and iteration can be easily controlled; and the accuracy of the mapping function can also be flexibly dominated. The mapping function of single underground cavern with arbitrary shape can be rapidly calculated. Especially with regard to these common engineering caverns with complicated shape, quite accurate mapping function can be obtained by this method

Key words: mapping function, underground cavern, Laurent series, searching mapped point on the boundary

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[1] 崔 臻,盛 谦,冷先伦,罗庆姿,. 地下洞室地震动力响应的岩体结构控制效应[J]. , 2018, 39(5): 1811-1824.
[2] 刘国庆,肖 明,周 浩. 地下洞室预应力锚索锚固机制及受力特性分析[J]. , 2017, 38(S1): 439-446.
[3] 符贵军,张思渊,张玉军. 一种双重孔隙-裂隙岩体流变模型及其在地下洞室有限元分析中的应用[J]. , 2017, 38(2): 601-609.
[4] 邓 建,肖 明,谢冰冰, . 预应力锚索受力特性与初始张拉吨位优化分析[J]. , 2016, 37(8): 2359-2365.
[5] 周 浩 ,肖 明 ,陈俊涛 , . 大型地下洞室全长黏结式岩石锚杆锚固机制研究及锚固效应分析[J]. , 2016, 37(5): 1503-1511.
[6] 张思渊,张玉军. 双重孔隙-裂隙岩体中洞室变形及强度各向异性的三维有限元分析[J]. , 2016, 37(12): 3583-3590.
[7] 刘晓敏 ,盛 谦 ,陈 健 ,柯文汇 ,杨继华,. 大型地下洞室群地震模拟振动台试验研究(Ⅱ):试验方案设计[J]. , 2015, 36(6): 1683-1690.
[8] 崔 臻 ,冷先伦 ,朱泽奇 ,盛 谦,. 非贯通随机节理岩体的结构效应对地下洞室地震响应的影响[J]. , 2014, 35(S2): 645-652.
[9] 刘 杰 ,唐 亮 ,李建林 ,胡 静 ,范留军 ,夏 骏,. 基于隧洞衬砌和等效锚杆模拟的密集地下洞室群稳定性分析[J]. , 2014, 35(S1): 373-381.
[10] 李院忠,王少川,孙莉萍,齐俊修. 水平薄层岩体中大跨度地下洞室工程地质研究[J]. , 2014, 35(8): 2361-2366.
[11] 韩彦青 ,李明超 ,周红波,. 复杂断层网络环境下地下洞室群三维地质分析与应用[J]. , 2014, 35(11): 3303-3309.
[12] 邹 静 ,李仲奎 . 地下洞室变形监测数据的盒维数分形特征分析[J]. , 2013, 34(S1): 307-312.
[13] 江 权 ,陈建林 ,冯夏庭 ,陈 静 ,崔 洁 ,万祥兵 ,侯 靖 . 大型地下洞室对穿预应力锚索失效形式与耦合模型[J]. , 2013, 34(8): 2271-2279.
[14] 付晓东,盛 谦,张勇慧. 水电站地下洞室群分步开挖的非连续变形分析[J]. , 2013, 34(2): 568-574.
[15] 崔 臻 ,盛 谦 ,冷先伦 ,刘晓敏 ,冯德定 . 近断层地震动对大型地下洞室群地震响应的影响研究[J]. , 2013, 34(11): 3213-3220.
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[1] 吴昌瑜,张 伟,李思慎,朱国胜. 减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3181 -3187 .
[2] 陈红江,李夕兵,刘爱华. 矿井突水水源判别的多组逐步Bayes判别方法研究[J]. , 2009, 30(12): 3655 -3659 .
[3] 和法国,谌文武,韩文峰,张景科. 高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究[J]. , 2009, 30(12): 3803 -3807 .
[4] 雷永生. 西安地铁二号线下穿城墙及钟楼保护措施研究[J]. , 2010, 31(1): 223 -228 .
[5] 肖 忠,王元战,及春宁,黄泰坤,单 旭. 波浪作用下加固软基上大圆筒结构稳定性分析[J]. , 2010, 31(8): 2648 -2654 .
[6] 柴 波,殷坤龙,陈丽霞,李远耀. 岩体结构控制下的斜坡变形特征[J]. , 2009, 30(2): 521 -525 .
[7] 赵洪波,茹忠亮,张士科. SVM在地下工程可靠性分析中的应用[J]. , 2009, 30(2): 526 -530 .
[8] 徐 扬,高 谦,李 欣,李俊华,贾云喜. 土石混合体渗透性现场试坑试验研究[J]. , 2009, 30(3): 855 -858 .
[9] 章定文,刘松玉,顾沉颖. 各向异性初始应力状态下圆柱孔扩张理论弹塑性分析[J]. , 2009, 30(6): 1631 -1634 .
[10] 邓华锋,张国栋,王乐华,邓成进,郭 靖,鲁 涛. 导流隧洞开挖施工的爆破振动监测与分析[J]. , 2011, 32(3): 855 -860 .