單線鐵路地質(zhì)偏壓隧道襯砌可靠性研究.pdf

1、本文結(jié)合某隧道左線出口處地質(zhì)偏壓的工程背景，采用有限元軟件ABAQUS處理地質(zhì)偏壓中存在的軟弱結(jié)構(gòu)面，選取合適的接觸單元和摩擦類(lèi)型，對(duì)單線鐵路地質(zhì)偏壓隧道進(jìn)行二維模擬和有限元數(shù)值計(jì)算。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)二次襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析，并依據(jù)可靠性分析結(jié)果討論了非對(duì)稱(chēng)襯砌結(jié)構(gòu)的可靠度。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)提煉工程背景中可利用的有效圍巖和襯砌的物理力學(xué)參數(shù)，結(jié)合相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，集中處理軟弱結(jié)構(gòu)面的形態(tài)和特征參數(shù)，建立二維地

2、質(zhì)偏壓隧道模型。
　　(2)分析計(jì)算二維隧道模型，得出隧道在地質(zhì)偏壓作用下的圍巖和襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力應(yīng)力和位移，根據(jù)分析結(jié)果和模型建立時(shí)所用參數(shù)，確定隧道襯砌可靠度分析中所需的基本隨機(jī)輸入變量和輸出變量。
　　(3)采用單因素控制變量法對(duì)隧道模型進(jìn)行工況計(jì)算，得到輸出變量關(guān)于該單一因素的表達(dá)式。重復(fù)以上工作得到所有考慮的隨機(jī)輸入變量的單一變化函數(shù)式，再利用多元回歸分析得出輸出變量關(guān)于各個(gè)輸入變量的顯示表達(dá)式。論文采用一次二階矩和

3、JC可靠度分析方法對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行分析和總結(jié)，從結(jié)果來(lái)看，該模型模擬的隧道結(jié)構(gòu)是可靠的，并且左側(cè)拱肩和拱腰處的可靠度小于右側(cè)的對(duì)稱(chēng)部位，是整體結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，需有相應(yīng)的加強(qiáng)措施。
　　(4)根據(jù)研究所得出的可靠性分析方法，提出采用非對(duì)稱(chēng)襯砌結(jié)構(gòu)形式來(lái)改善地質(zhì)偏壓環(huán)境下隧道結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，以減小相應(yīng)的偏壓影響。通過(guò)對(duì)非對(duì)稱(chēng)襯砌形式的可靠度分析，驗(yàn)證該形式是否有工程意義并據(jù)此提出有效的工程建議和措施。研究結(jié)論表明，該形式能夠增大