3.5地铁结构设计与计算(2).pdf

《地下铁道》 3.5 地铁结构设计与计算 （2 ） 隧道与地下工程系 3.5 地铁结构设计与计算 （2） 主要内容： 3.5.1 岩体力学方法概述 3.5.2 数值分析法的含义与类型 3.5.3 有限元建模分析方法 2 概述 含义与类型 有限元法 □ 分析思路 □ 分析流程 ◇岩体力学方法 的出发点是支护结构与 围岩相 互作用 ，组成一个共同承载体系 ，其中围岩为主 要的承载结构。 ◇计算模式为地层—结构模式 ，即处于无限或 半无限介质中的结构和镶嵌在围岩孔洞上的支护 结构所组成的复合模式。 ◇特点 ：能反映隧道开挖后的围岩应力状态。 □ 求解方法 ◇解析法 ◇数值分析方法 ◇特征曲线法 ◇剪切滑移破坏法 3 3.5 地铁结构设计与计算 （2） 主要内容： 3.5.1 岩体力学方法概述 3.5.2 数值分析法的含义与类型 3.5.3 有限元建模分析方法 4 概述 含义与类型 有限元法 数值分析方法 ：是将一些可以用常微分方程、偏微分方程、积分方程、线性方 程组或非线性方程组来描述、但用纯解析方法又难以求解 ，或求解的过程非常 繁杂、工作量巨大的工程问题 ，运用插值函数、函数逼近与数据拟合等方法 ， 并借助计算机的优势用计算软件来进行的方法。 FEM FDM BEM 有限元法 有限差分法 边界元法 finite element method  finite difference method  boundary element method DEM UEM C 离散元法 无界元法 耦合法 discrete element method  unbounded element method coupling method 5 3.5 地铁结构设计与计算 （2） 主要内容： 3.5.1 岩体力学方法概述 3.5.2 数值分析法的含义与类型 3.5.3 有限元建模分析方法 6 概述 含义与类型 有限元法 有限单元法 （Finite Element Method—FEM ） ：把围岩和支护结构都划分为若干单元 ，然后根据能量原 理建立单元刚度矩阵 ，并形成整个系统的总刚度矩阵。从而求出系统中各节点的位移和单元的应力。 □计算范围       ◇在五