強(qiáng)度安全系數(shù)概念的隧道襯砌結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)計(jì)

以某隧道為背景,采用二維彈塑性有限元分析方法,模擬隧道開挖和支護(hù)過程,計(jì)算襯砌和圍巖內(nèi)力及襯砌的強(qiáng)度安全系數(shù),研究襯砌厚度變化對(duì)其安全系數(shù)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,探討最小襯砌安全厚度,為類似隧道設(shè)計(jì)施工提供科學(xué)依據(jù)

通過phase2軟件，對(duì)圓形隧道開挖過程中圍巖的變形和襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行了分析，確定了滿足收斂約束法原理的二襯支護(hù)時(shí)機(jī)和滿足安全系數(shù)為1.4的支護(hù)方案，并給出了其具體的應(yīng)用步驟，該分析方法為定量設(shè)計(jì)和改進(jìn)隧道二襯支護(hù)方案提供了新思路。

[論文]基于遺傳算法的隧道襯砌結(jié)構(gòu)維修決策研究——本資料為【論文】基于遺傳算法的隧道襯砌結(jié)構(gòu)維修決策研究，編制于2018年2月，共3頁(yè)。針對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)全壽命周期維修決策問題，以隧道襯砌結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度最低值作為安全性優(yōu)化目標(biāo)，以全壽命周期費(fèi)用作為經(jīng)濟(jì)...

科學(xué)合理地評(píng)估既有隧道的安全性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,是當(dāng)今隧道界的熱門課題。目前隧道的安全性評(píng)估理論研究還處于起步階段,有待于形成完善的理論體系。本文借鑒橋梁成熟的安全性評(píng)估理論,在簡(jiǎn)單評(píng)述了盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,研究了基于設(shè)計(jì)理論的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估方法,并討論了評(píng)估與設(shè)計(jì)的不同。通過研究可知:(1)基于設(shè)計(jì)理論評(píng)估既有隧道的安全性可以采用與設(shè)計(jì)新隧道相近的方法,易于為評(píng)估者接受和理解;(2)評(píng)估階段能夠獲得比設(shè)計(jì)階段更為全面準(zhǔn)確的有關(guān)控制斷面、荷載、結(jié)構(gòu)分析以及截面尺寸和材料強(qiáng)度的信息;(3)在評(píng)估階段避免了許多不確定因素,因此評(píng)估結(jié)果更接近隧道的實(shí)際狀態(tài)。

研究目的：鐵路、公路等交通隧道常采用復(fù)合式襯砌，其中初期支護(hù)一般采用地層-結(jié)構(gòu)法或工程類比法進(jìn)行設(shè)計(jì)，二次襯砌采用荷載-結(jié)構(gòu)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于二者采用的分析方法不同，難以統(tǒng)一評(píng)價(jià)整體結(jié)構(gòu)的安全性?，F(xiàn)有隧道設(shè)計(jì)規(guī)范僅提出了二次襯砌的安全系數(shù)要求，但復(fù)合式襯砌并非單一結(jié)構(gòu)，有必要研究初期支護(hù)和二次襯砌的總安全系數(shù)。同時(shí)為建立總安全系數(shù)設(shè)計(jì)法，有必要研究初期支護(hù)的荷載-結(jié)構(gòu)模型。研究結(jié)論：（1）對(duì)于采用噴錨支護(hù)的復(fù)合式襯砌隧道結(jié)構(gòu)，圍巖壓力隨埋深的增加而增加，隧道支護(hù)參數(shù)應(yīng)根據(jù)埋深進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；（2）采用荷載-結(jié)構(gòu)模型可以建立復(fù)合式襯砌初期支護(hù)和二次襯砌的統(tǒng)一設(shè)計(jì)方法；（3）復(fù)合式襯砌隧道的總安全系數(shù)應(yīng)包含初期支護(hù)和二次襯砌各自的貢獻(xiàn)，當(dāng)二次襯砌為鋼筋混凝土?xí)r，總安全系數(shù)建議不低于3．0，否則不低于3．6；（4）不同設(shè)計(jì)方法所建議的初期支護(hù)和二次襯砌的安全系數(shù)分配可按表2采用；（5）采用本文設(shè)計(jì)方法對(duì)現(xiàn)有高速鐵路隧道結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行再分析，結(jié)果表明，在埋深為300m左右時(shí)，ⅲ、ⅳ級(jí)圍巖支護(hù)參數(shù)有進(jìn)一步優(yōu)化的空間；（6）本研究結(jié)果可為復(fù)合式襯砌隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供思路和方法。

21世紀(jì)越來(lái)越多隧道的修建,為我國(guó)交通事業(yè)做出杰出貢獻(xiàn)。隧道修建過程中,隧道襯砌結(jié)構(gòu)開裂現(xiàn)象已屢見不鮮。本文中某隧道襯砌開裂錯(cuò)綜復(fù)雜,采用數(shù)值分析方法在豎向裂縫、縱向裂縫以及環(huán)向裂縫情況下,分析隧道襯砌出現(xiàn)裂縫對(duì)隧道安全運(yùn)營(yíng)造成的必要的影響。計(jì)算結(jié)果表明:三種典型裂縫條件下,襯砌結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)均大于規(guī)范值2.0,進(jìn)而隧道襯砌結(jié)構(gòu)仍能滿足承載能力要求。

利用基于時(shí)間域有限差分法(fdtd)的gprmax,針對(duì)常用的400、900、1500mhz三種不同中心頻率的天線,數(shù)值模擬了隧道襯砌不同鋼筋網(wǎng)密度、不同鋼筋直徑及其下方的鋼拱架、空氣界面等目標(biāo)體的探地雷達(dá)反射及干擾信號(hào)圖像特征;在混凝土試件上開展實(shí)驗(yàn)研究,并運(yùn)用克?；舴蚍e分偏移處理了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),壓制了鋼筋的繞射波和多次波,提高了鋼筋網(wǎng)下方弱反射信號(hào)的成像效果;通過對(duì)比分析數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)測(cè)量和工程實(shí)測(cè)結(jié)果,為探地雷達(dá)在隧道襯砌檢測(cè)中取得更好的探測(cè)效果提供了借鑒。

基于小波分析的隧道襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律研究——闡述了隧道襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力有限元分析的小波解析方法與粘彈性邊界條件，采用彈簧一阻尼單元模擬粘彈性邊界條件；建立了相應(yīng)的有限元分析模型，并利用現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試成果，對(duì)京廣線朱亭隧道在提速列車振動(dòng)荷載作用下...

基于性能的抗震設(shè)計(jì)已逐步發(fā)展為抗震工程領(lǐng)域的主要研究方向,而理清隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力破壞模式及機(jī)理是推動(dòng)行業(yè)抗震發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α榇?本文基于混凝土損傷理論,結(jié)合擴(kuò)展有限元方法,對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)開展動(dòng)力分析,通過損傷參數(shù)和狀態(tài)指標(biāo)對(duì)襯砌裂損產(chǎn)生機(jī)理、結(jié)構(gòu)破壞形式開展研究,結(jié)果表明在地震荷載作用下襯砌損傷以拉裂損傷為主,在襯砌截面的拱肩、拱腳和仰拱等部位易發(fā)生損傷并形成貫通裂縫,因此,在抗震設(shè)計(jì)中該部位是重點(diǎn)設(shè)防位置。本文的研究結(jié)果,對(duì)結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì),在役隧道的抗震性能評(píng)估具有重要的促進(jìn)意義。

針對(duì)傳統(tǒng)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)失效、可靠性低等現(xiàn)象,研究應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型的原理、安全系數(shù)與可靠性系數(shù)的關(guān)系,利用可靠度安全系數(shù)法來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì),提高結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度可靠性.簡(jiǎn)要介紹了結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本流程,說(shuō)明了構(gòu)件強(qiáng)度和應(yīng)力分布類型以及參數(shù)的確定方法;詳細(xì)介紹了應(yīng)力和強(qiáng)度都符合正態(tài)分布的可靠度系數(shù)和概率安全系數(shù)的計(jì)算方法,并給出了可靠度安全系數(shù)的計(jì)算公式,提出了可靠性安全系數(shù)法實(shí)施步驟.以某設(shè)備為例,詳細(xì)說(shuō)明了如何利用可靠性安全系數(shù)法設(shè)計(jì)螺釘直徑,并進(jìn)行校核.試驗(yàn)證明該方法有效、可行.

結(jié)合某隧道襯砌出現(xiàn)裂縫的情況,根據(jù)施工單位的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)資料,對(duì)隧道襯砌的開裂原因進(jìn)行了分析。通過分析裂縫在隧道縱向的分布及裂縫的發(fā)展,認(rèn)為該隧道非斷層帶內(nèi)的襯砌開裂多為受溫度應(yīng)力及施工因素影響而產(chǎn)生的非受力開裂,而斷層帶內(nèi)的襯砌開裂多為受擠入性圍巖壓力影響而產(chǎn)生的受力開裂。考慮到受力開裂對(duì)隧道襯砌的不利影響,采用有限元數(shù)值方法對(duì)不良地質(zhì)情況下的受力開裂襯砌進(jìn)行了計(jì)算。因該隧道在規(guī)范荷載作用下襯砌是安全的,但是由于襯砌已經(jīng)開裂,故參考現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)接觸壓力,通過荷載組合試算確定襯砌荷載。然后根據(jù)此荷載進(jìn)一步評(píng)價(jià)開裂襯砌的安全性。

縱向裂縫隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全評(píng)價(jià)與加固研究——裂縫是運(yùn)營(yíng)期隧道襯砌結(jié)構(gòu)的主要病害形式之一，特別是拱部縱向裂縫對(duì)隧道原有結(jié)構(gòu)的承載力影響較大。通過公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)裂縫評(píng)價(jià)方法，對(duì)隧道主要裂縫進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，給出安全等級(jí)，同時(shí)應(yīng)用剛度退化模型對(duì)隧道原...

針對(duì)某隧道施工中存在的襯砌質(zhì)量缺陷,按圍巖等級(jí)、設(shè)計(jì)厚度等檢算條件將其分為四類,并對(duì)一、二、三、四類都分別設(shè)置三種工況,以二襯設(shè)計(jì)厚度為工況1,二襯拱腰實(shí)測(cè)厚度最小值為工況2,二襯拱頂一側(cè)實(shí)測(cè)厚度最小值為工況3分別進(jìn)行檢算、對(duì)比分析,從而評(píng)估確定結(jié)構(gòu)的安全性。

裂縫是運(yùn)營(yíng)期隧道襯砌結(jié)構(gòu)的主要病害形式之一,特別是拱部縱向裂縫對(duì)隧道原有結(jié)構(gòu)的承載力影響較大。通過公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)裂縫評(píng)價(jià)方法,對(duì)隧道主要裂縫進(jìn)行安全評(píng)價(jià),給出安全等級(jí),同時(shí)應(yīng)用剛度退化模型對(duì)隧道原結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力評(píng)價(jià),給出加固前的隧道結(jié)構(gòu)安全系數(shù),通過工程實(shí)例驗(yàn)證說(shuō)明,通過剛度退化模型計(jì)算承載力是可行的,為隧道的加固補(bǔ)強(qiáng)提供重要依據(jù),并為今后縱向裂縫情況下襯砌結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)價(jià)、承載力的計(jì)算分析以及加固設(shè)計(jì)提供新的技術(shù)方法。

重慶某隧道襯砌結(jié)構(gòu)施作完成后,由于對(duì)導(dǎo)爆索處理不當(dāng),在隧道內(nèi)引起爆炸,導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)破壞、開裂。為了對(duì)爆炸影響范圍的襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估和處治,分別對(duì)該段襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行雷達(dá)檢測(cè)、外觀質(zhì)量及裂縫觀測(cè)、襯砌混凝土強(qiáng)度檢測(cè)和隧道凈空尺寸檢測(cè),再根據(jù)檢測(cè)結(jié)果運(yùn)用有限單元法分別對(duì)破碎區(qū)和開裂區(qū)進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算,并指出襯砌安全儲(chǔ)備不足的區(qū)域。對(duì)爆炸影響段進(jìn)行定量安全評(píng)估,從而為該段的處治設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

基于公路隧道襯砌后空洞對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響的模型試驗(yàn),利用ansys軟件進(jìn)行數(shù)值分析,研究隧道在不同的應(yīng)力場(chǎng)中,空洞位于不同位置以及空洞被回填前后,襯砌結(jié)構(gòu)的力學(xué)性狀,并結(jié)合模型試驗(yàn)結(jié)果,綜合評(píng)價(jià)隧道結(jié)構(gòu)的安全性。分析結(jié)果表明:空洞存在于拱頂上方或右邊墻背后,病害分別集中于隧道襯砌上半部區(qū)域或右半部區(qū)域;當(dāng)空洞被回填后,病害多集中于襯砌拱圈的下半部或左半部,且隨著側(cè)壓力系數(shù)的增大,這種情況越明顯;空洞回填一般能使其結(jié)構(gòu)安全性能提高10%～30%;結(jié)構(gòu)性能提升最明顯的區(qū)域是,在水平壓力為主的應(yīng)力場(chǎng)中,拱頂空洞回填后,承受彎矩減少達(dá)76%,在豎向壓力為主的應(yīng)力場(chǎng)中,右側(cè)邊墻空洞回填后,承受彎矩減少達(dá)71%。

本文從設(shè)計(jì)施工、環(huán)境侵蝕、突發(fā)自然災(zāi)害及突發(fā)事故災(zāi)害四個(gè)方面，分析了我國(guó)隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全所面臨的問題；對(duì)上海地區(qū)黃浦江越江隧道和地下交通隧道等水下隧道工程進(jìn)行了調(diào)查，重點(diǎn)分析了我國(guó)在役水下隧道襯砌結(jié)構(gòu)服役的現(xiàn)狀。并基于此，為有效保障隧道結(jié)構(gòu)全壽命周期過程中的安全服役性能，及預(yù)留隧道結(jié)構(gòu)長(zhǎng)壽命有效條件，從隧道建設(shè)、結(jié)構(gòu)性能退化、自然災(zāi)害、突發(fā)事故災(zāi)害等方面入手，探尋我國(guó)水下隧道結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)壽命安全保障對(duì)策，以確保在隧道的全壽命周期內(nèi)乃至長(zhǎng)壽命要求下結(jié)構(gòu)的安全服役性能。研究成果可為保障我國(guó)水下隧道等重大隧道結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)壽命安全提供參考。

中南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第五章隧道襯砌結(jié)構(gòu)檢算 隧道襯砌結(jié)構(gòu)檢算 5.1結(jié)構(gòu)檢算一般規(guī)定 為了保證隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全，需對(duì)襯砌進(jìn)行檢算。隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)按破損階段 法對(duì)構(gòu)件截面強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)抗裂有要求時(shí)，對(duì)混凝土應(yīng)進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。 5.2隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算方法 本隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算采用荷載結(jié)構(gòu)法。其基本原理為：隧道開挖后地層的作用主 要是對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)能安全可靠地承受地層壓力等荷載的作 用。計(jì)算時(shí)先按地層分類法或由實(shí)用公式確定地層壓力，然后按照彈性地基上結(jié) 構(gòu)物的計(jì)算方法計(jì)算襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)。 5.3隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 本隧道襯砌結(jié)構(gòu)驗(yàn)算采用荷載—結(jié)構(gòu)法進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算軟件為ansys10.0。 取單位長(zhǎng)度（1m）的隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建模時(shí)進(jìn)行了如下簡(jiǎn)化處理或假 定： ①襯砌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為二維彈性梁?jiǎn)卧╞eam3），梁的軸線為二次襯砌厚度中 線位置

隧道工程中經(jīng)常涉及地下水作用,隧道涌水量的計(jì)算以及襯砌上的外水壓力的確定都是重要問題,較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)最大涌水量,可以在施工階段和運(yùn)營(yíng)階段較好的設(shè)置排水設(shè)施,以減小水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)功能的破壞.

1 目錄 1、工程項(xiàng)目概況..........................................1 1.1、工程概況........................................1 1.2、編制依據(jù)........................錯(cuò)誤！未定義書簽。 2、隧道襯砌工程監(jiān)理實(shí)施細(xì)則..........................1 2.1、襯砌臺(tái)車分項(xiàng)工程..............................1 2.2、鋼筋分項(xiàng)工程...................................3 2.3、混凝土工程......................................10 2.4、噴射混凝土分項(xiàng)工程.............................

工程力學(xué)-強(qiáng)度條件和安全系數(shù)——強(qiáng)度—結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗破壞的能力　　承擔(dān)預(yù)定的載荷而不發(fā)生破壞，則強(qiáng)度足夠?！　∷械臉?gòu)件(不允許破壞機(jī)械、結(jié)構(gòu);　　需要破壞時(shí)，如剪板、沖孔、安全堵等),　　都有必要的強(qiáng)度要求?！　偠取Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗變...

針對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的極限狀態(tài)功能函數(shù)具有高度非線性和其參數(shù)具有隨機(jī)性的特征,提出在matlab環(huán)境下采用蒙特卡羅法進(jìn)行隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法.該計(jì)算和設(shè)計(jì)方法編程過程簡(jiǎn)化,計(jì)算速度快,精度高,且不受極限狀態(tài)方程非線性、隨機(jī)變量非正態(tài)的限制.結(jié)合工程實(shí)際,給出了具體的可靠性設(shè)計(jì)步驟,建立了各參數(shù)與可靠度的關(guān)系,指出了提高隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠度的方法和措施,為隧道襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù).結(jié)果表明:該計(jì)算和設(shè)計(jì)方法所得到的結(jié)果比傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)分析法、安全系數(shù)法得到的結(jié)果更加科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效.