隧道洞門結構土壓力的研究.pdf

1、本文運用數(shù)值模擬、極限分析方法和有限長度空間土壓力理論,研究了作用在隧道洞門端墻上的主動土壓力,在此基礎上提出隧道洞門土壓力計算方法;并運用結構可靠度基本理論,給出基于該方法的可供設計使用的隧道洞門可靠度實用設計式.為此,主要做了如下工作:1.運用三維接觸單元,考慮隧道襯砌-土體、隧道洞門-土體、隧道洞門-襯砌之間的接觸面對典型隧道洞門土壓力進行三維有限元分析.得到了沿隧道洞門墻長方向、墻高方向的分布規(guī)律、土壓力作用點位置及隧道洞門墻-

2、土體之間的摩擦角對隧道洞門土壓力的影響規(guī)律.2.詳細推導了運用土體塑性極限分析理論中的上限解方法研究隧道洞門土壓力沿隧道洞門墻高的分布土壓力公式、總土壓力公式及土壓力作用點公式.并應用隧道洞門土壓力極限分析法公式對主要隧道洞門形式進行計算,計算結果表明,按極限分析法計算出各形式洞門的破裂角、單位寬度洞門上總土壓力均小于庫侖理論的計算結果.3.從有限長度的擋土墻土壓力理論入手對隧道洞門土壓力進行研究,提出按有限長度的擋土墻空間土壓力理論計

3、算隧道洞門土壓力的基本思路.以隧道襯砌的高度為界,將隧道洞門土壓力計算分為上、下兩部分,推導出上部土壓力強度、下部土壓力強度、總土壓力及土壓力作用點的計算公式.算例研究表明,按有限長度、無限長度擋土墻土壓力理論以及是否考慮襯砌的影響作用都會影響到隧道洞門土壓力的大小及分布.4.提出隧道洞門土壓力計算的新方法,算例表明,該方法更能符合隧道洞門實際情況.5.運用可靠度基本理論和本文提出的隧道洞門土壓力計算方法,檢算典型隧道洞門可靠度,并據(jù)此