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基于强度折减法的既有隧道安全度研究
| 论文题名： | 基于强度折减法的既有隧道安全度研究 |
| 关键词： | 既有隧道;强度折减;安全系数;破坏机理;有限元分析 |
| 摘要： | 本文将有限元强度折减法引入到既有隧道安全度的研究中，并以安全系数作为安全度的判断标准，在均一地层下建立地层—荷载结构模型，对隧道的支护力学行为、隧道基于不同埋深和不同洞型的破坏机理、既有隧道在围岩劣化和衬砌劣化时的安全度、既有隧道在二次衬砌局部厚度不足时的安全度进行了计算分析。本文的主要结论如下: (1)利用有限元差分软件FLAC3D，基于强度折减法，通过隧道开挖后释放荷载的控制来等效模拟隧道的支护时机效应，计算分析了隧道的支护力学行为，计算结果表明，支护时机对隧道最终的安全系数影响很小，为既有隧道安全评价的数值模拟提供计算依据。 (2)通过强度折减法，对不同埋深和不同洞型隧道的破坏机理进行研究，为既有隧道的破坏机理解析提供参考。 计算分析表明，隧道随着埋深的增加，安全系数呈现先增加、后减小的趋势。对于不同洞型，矩形洞室破坏形式不受埋深影响，均从洞室项部破坏;直墙拱隧洞在浅埋时拱项首先破坏，深埋时墙脚首先破坏;圆形隧洞与马蹄形隧洞的破坏机理相似，浅埋时拱顶首先破坏，深埋时边墙首先破坏。4种断面形式中圆形断面最为安全，马蹄形次之，矩形最不安全。 (3)既有隧道产生围岩和衬砌的全部劣化时，隧道的安全系数随着劣化程度的增加而减小。围岩不同深度劣化时，当劣化深度在1m～2m，3m～4m过程中安全系数减小较多;不同部位围岩局部劣化时，仰拱处最为不利。初支全部劣化时，劣化前期安全系数降低较快;初支局部劣化时，墙脚部位劣化最为不利，边墙和仰拱次之。二衬全部劣化时，随着劣化程度的增加，安全系数减小较快;二衬局部劣化时，拱顶和拱腰局部劣化时最为不利。 二衬局部厚度不足时，随着二衬厚度的减小，安全系数不断减小，其中厚度不足对拱顶和边墙部位最为不利。 |
| 作者： | 卢锋 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 仇文革 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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