考虑参数空间变异性的衬砌结构力学响应分析

摘要

针对支护-围岩系统的参数空间变异性,在随机场理论的基本框架下,提出了非线性地基梁随机有限元分析法。利用Karhunen-Loève级数展开法将随机场进行离散,模拟了围岩荷载与支护-围岩系统相互作用的空间变异性,并利用多随机变量模型模拟了衬砌参数的空间变异性。在此基础上,利用非线性弹簧与改进的Timoshenko梁单元,构造了非线性地基梁单元,并编写了相应的计算程序。运用该程序对支护的力学响应进行分析,并得出了4种典型力学响应规律:(1)同一变异源对支护力学响应的影响程度具有选择性;(2)同一力学响应对变异源的敏感程度具有差异性;(3)围岩等级对力学响应规律的影响具有决定性;(4)力学响应的空间分布规律具有统一性。