原文传递
公路隧道围岩压力统计规律及衬砌结构可靠性分析
| 论文题名： | 公路隧道围岩压力统计规律及衬砌结构可靠性分析 |
| 关键词： | 公路隧道;围岩压力;衬砌结构;荷载结构法;可靠性;现场实测 |
| 摘要： | 隧道工程中存在的诸多不确定性使人们对传统以安全系数保证结构可靠性的方法产生了质疑，工程实际的不确定性与计算技术的准确性产生了矛盾，可能使衬砌结构设计偏离实际。为了深入了解公路隧道围岩压力与衬砌结构作用机理，合理评价特定隧道衬砌结构可靠性，本文以邢汾高速邢台段为依托，分析了围岩压力统计特点、围岩压力时空分布规律，以围岩压力实测值为衬砌结构荷载之一，以正常使用极限状态为判断结构是否失效的标准，采用荷载结构法对衬砌结构进行确定性数值分析，采用蒙特卡罗法和响应面法对衬砌结构进行可靠性分析，同时将确定性数值分析和基于参数随机性的非确定性数值分析进行了对比。主要取得以下成果： (1)总体而言，随着围岩级别的增加，围岩压力实测值呈增大的趋势。围岩压力实测值总体分布范围大致在0～1.6MPa,一般来讲实测围岩压力值很少小于20kPa，也很少大于720kPa；围岩压力实测值近似表现为“快速增长—缓慢增长—基本稳定—有所波动”的增长模式，波动情况受工程扰动影响较大；围岩压力沿开挖轮廓线的分布具有一定的随机性和相当的不均匀性，在拱肩位置往往有着相当的围岩压力。 (2)从确定性数值分析来看，黄岩子出口右幅YK80+383断面(Ⅳ级)衬砌结构最危险的部位在拱肩，寨子沟隧道进口左幅ZK76+262断面(Ⅴ级)最危险的部位在仰拱与拱脚的交接处，其次是拱肩。对衬砌结构影响最大的是截面弯矩，轴力有利于缓和弯矩引起的截面表面受拉破坏，故也对二衬结构的稳定起了一定的作用。 (3)从非确定数值分析来看，与确定性数值分析相比，模拟结果不再是一个具体的数值，而是一个范围。由蒙特卡罗法和响应面法模拟结果可以得出以下结论：由失效概率很小，判断黄岩子出口右幅YK80+383断面(Ⅳ级)和寨子沟隧道进口左幅ZK76+262断面(Ⅴ级)衬砌结构是可靠的。截面弯矩与各参数呈现一定的线性相关关系。 |
| 作者： | 丁文礼 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 侯哲生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 烟台大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
