迭代次数讨论

如题所述

按照上述交替迭代思路,可以将交替迭代过程无限循环下去,因为洞周面力理论上不可能为0,只是无限逼近于0,这是由交替法的原理决定的。交替法的本质是把求解双连通域问题转化为一系列单连通域问题求解,通过作用边界反面力,使问题的解趋近于真实边界条件下的解,这是一种逐次逼近法。但在实际工程计算时,迭代次数越多并不代表效果越好。迭代一次的计算量很大,实际工程效果是迭代两次与迭代三次差异不大,这可从力学和数学两个方面来解释。

圣维南原理表明,若作用在物体局部区域中的平衡力系,被作用在同一区域中的等效力系来代替,那么在该区域附近的应力场将有所改变,而在距离该区域较远处的应力场改变甚微。洞1开挖在洞0周边产生面力(一次面力),当进行第二次迭代时,要在洞0周边施加该面力(一次面力)的等值反向力,根据圣维南原理,该反向面力对洞0周边的应力场影响较大,而对洞1的应力场影响较小,即在洞1周边产生的边界面力(二次面力)是较小的,小于一次面力。在第三次迭代时,在洞1周边作用二次面力的等值反向力,同理在洞0周边产生的边界面力(三次面力)将进一步减小,小于二次面力。以此类推,面力将不断减小。试算表明,从满足工程需要角度来说,应用交替法求解小净距隧道围岩应力场和位移场时,迭代两次即可,最多不宜超过三次。

实际上,迭代次数也可从数学角度分析。不管迭代多少次,总应力场和位移场的求解是将每次交替后求得的解析函数进行叠加,用叠加后的解析函数求解之。第一次交替迭代后的解析函数含有变量的正一次项和负幂次项,第二次迭代后的解析函数不含变量的正一次项,第三次迭代后有一个解析函数为0。实际上从第一次迭代后的负幂次项均为对正确解的修正。因此从这个角度讲,超过三次的交替迭代意义不大。

综上讨论,三次迭代完成后在ouv坐标系下总解析函数为:

小净距隧道围岩稳定性解析与模拟研究

小净距隧道围岩稳定性解析与模拟研究

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答