高速鐵路隧道復合式襯砌結構可靠度分析.pdf

1、隧道工程中存在著諸多的不確定因素，基于可靠度理論的隧道結構設計是應對這一問題的有效方法。傳統(tǒng)的隧道可靠度計算方法將圍巖參數(shù)視作隨機變量，忽略其空間變異性，計算結果可能與實際存在一定的偏差。鑒于此，本文首先對高速鐵路隧道初期支護結構內力概率特征進行了分析;進一步考慮圍巖參數(shù)空間變異性的影響，進行了高速鐵路隧道二次襯砌結構可靠指標和分項系數(shù)的研究。主要工作及研究結論如下:
　　(1)從概率分析的角度出發(fā)，建立了一種基于收斂約束法和蒙特

2、卡洛法的結構內力計算方法，系統(tǒng)性地分析了相關物理力學參量不確定性對結構內力的影響規(guī)律。針對以圍巖變形限值為判別準則的功能函數(shù)，從統(tǒng)計的角度提出了不同圍巖級別下隧道變形的建議控制值，結合具體工程進行初期支護可靠性算例分析，證明了該限值的合理性和有效性，且對于實際工程的穩(wěn)定性和可靠性分析具有一定的借鑒和指導意義。
　　(2)基于荷載-結構模型，考慮了圍巖參數(shù)的空間變異性，編制了蒙特卡洛隨機有限元計算程序，對比分析了考慮圍巖參數(shù)空間自相

3、關性模型和隨機變量模型在模擬過程和輸出結果兩方面的差異，并分析了圍巖參數(shù)相關距離對隧道結構可靠指標的影響。
　　(3)進行了高速鐵路隧道二次襯砌結構可靠指標檢算和分項系數(shù)確定的工作，研究了不同時速、不同圍巖級別和類型下隧道可靠指標的分布規(guī)律。檢算結果表明，鋼筋混凝土襯砌結構可靠指標總體小于素混凝土結構，計算結果與相關規(guī)范對比分析驗證了本文所提出的模型的合理性。按照結構不同的破壞類型進行分項系數(shù)研究，提出了高速鐵路隧道襯砌結構的抗力