软弱围岩公路隧道衬砌结构形式拓扑优化

摘要：

首次基于连续体的结构优化理论和有限元方法,采用简化的假定条件,应用拓扑优化理论,以应变能最小即刚度最大为约束条件,成功对不同应力场软弱围岩公路隧道衬砌结构体进行了结构优化.单拱隧道衬砌结构拓扑优化结果表明:不同的应力场和不同的围岩强度,衬砌结构的断面型式和厚度差别较大;随着侧压力系数的增大,衬砌结构断面高跨比应越来越小;衬砌结构拱顶的厚度越来越大,仰拱的作用也越来越明显.连拱隧道衬砌结构的拓扑优化结果除得出与上述单拱隧道相似的结论外,还表明随着围岩强度的降低和侧压力系数的增大,直中墙型式越来越优于曲中墙.

关键词：隧道工程、不同应力场、软弱围岩、衬砌结构、拓扑优化

分类号：U451.4(隧道工程)

资助基金：交通部西部交通建设科技项目200131800021

在线出版日期：2011-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：203-207