公路山岭隧道支护结构时效可靠性及风险管理研究
发布时间：2021-04-16 10:40
由于隧道围岩具有蠕变特性,导致隧道支护结构的可靠性与稳定性有着显著的时效特性。很多塌方事故都是在隧道开挖且初期支护完成一段时间后才发生的,但目前对于此类事故的研究,即隧道围岩及支护结构的时效可靠性的研究很少。同时,目前国内没有系统的隧道工程风险评估体系,对于隧道工程的事故缺乏有效的管理与评估。为此,本文以岳家沟隧道工程为背景,选择RK75+880典型断面进行研究,重点研究隧道开挖支护完成一段时间之后发生塌方的情况。借助有限元分析软件ABAQUS,考虑隧道围岩的蠕变特性,研究隧道支护结构的时效可靠性,以及基于时效可靠性的隧道工程风险管理问题。主要内容如下:（1）分析围岩的蠕变特性以及在蠕变过程中围岩与支护结构的相互作用,对衰减蠕变与非衰减蠕变这两种蠕变变形形式进行介绍。由于洞周位移是隧道开挖及支护过程中,在各种因素的影响下隧道围岩与支护结构整体力学性质及稳定状态的客观且直接的外在表现,因此本文重点从位移的角度来研究隧道初期支护结构的时效可靠性。从位移的角度定义支护结构的时效破坏概率,同时介绍极限位移的计算方法。（2）选择岳家沟隧道右幅RK75+880断面,利用ABAQUS软件进行建模分析...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩石蠕变曲线
公路山岭隧道支护结构时效可靠性及风险管理研究（1）初始蠕变：又称为衰减蠕变阶段，该段蠕变曲线的应变速率随时间增长逐渐减小，曲线呈下凹型，并向直线状态过度；（2）第二期蠕变：又称稳定蠕变阶段，在这一阶段最明显的特点是应变与时的关系近似地呈直线变化，应变速率为一常数；（3）第三期蠕变：又称加速蠕变阶段，进入这一阶段后，岩石的应变速率剧增加，整个曲线呈上凹型，变形快速增大，导致岩石最终破坏。由此可知，岩石的蠕变变形有两种基本形式，即衰减蠕变与非衰减蠕变[29]。衰蠕变又称稳定蠕变，当岩石所受应力小于长期强度时，蠕变速率逐渐减小，蠕变变达到一定值之后将不再增加，如图 2.2（a）所示，此时，岩石不会破坏。非衰减蠕又称不稳定蠕变，当岩石所受应力大于长期强度时，岩石的变形随时间持续增长，后由于加速蠕变的产生而发生破坏，如图 2.2（b）所示。衰减蠕变的变形速率只经一个衰减过程，而非衰减蠕变的变形速率经历了衰减、定常和加速三个阶段。衰减变对岩体工程是不会构成威胁的，但是。非衰减蠕变则存在很大的破坏风险。
与支护结构的相互作用为，隧道围岩自身的承载能力以及自稳能力对隧道围及对隧洞本身的稳定性着重要作用。因此，在隧道开岩的自承载能力能力，使围岩成为支护结构的重要组载体。，既要考虑围岩的蠕变特性，又要考虑围岩与支护结到的支护结构均指初期支护。实际的隧道开挖工程是，这样复杂的过程其实是很难准确分析的，但是如果约束依次分开考虑，然后再将三者联合起来分析，则的定量分析，这也正是收敛约束法的基本原理。1][32]又叫特征曲线法，它是伴随着喷锚等柔性支护的理论和岩石力学应用到地下工程中，进一步解释围岩理论和方法[33]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]邵家台软岩隧道变形的时间效应研究[J]. 韦景宁. 山西建筑. 2013(11)
[2]基于收敛约束原理的大断面黄土隧道围岩与初支稳定性分析[J]. 陈峰宾,张顶立,扈世民,张素磊. 北京交通大学学报. 2011(04)
[3]基于监控量测的山岭隧道工程风险管理分析[J]. 胡元鑫,刘新荣,李晓红,张丽娟,王道良. 岩土工程学报. 2010(07)
[4]我国长、大公路隧道发展综述[J]. 樊毅,赵春燕,郝哲. 辽宁建材. 2009(06)
[5]围岩-支护作用机制评述及其流变变形机制概念模型的建立与分析[J]. 侯公羽. 岩石力学与工程学报. 2008(S2)
[6]隧道及地下工程围岩稳定性及可靠性分析的极限位移判别[J]. 李晓红,王宏图,贾剑青,杨春和,胡国忠,薛占新. 岩土力学. 2005(06)
[7]地铁分岔隧道施工性态的三维数值模拟与分析[J]. 吴波,刘维宁,高波,索晓明,史玉新. 岩石力学与工程学报. 2004(18)
[8]隧道围岩特性曲线数值模拟与分析[J]. 张素敏,宋玉香,朱永全. 岩土力学. 2004(03)
[9]隧道工程风险评估[J]. 毛儒. 隧道建设. 2003(02)
[10]隧道喷混凝土衬砌结构可靠度分析的位移方法[J]. 杨成永,张弥,白小亮. 岩石力学与工程学报. 2003(02)
博士论文
[1]隧道围岩与支护结构稳定可靠性分析方法研究[D]. 梁斌.湖南大学 2015
[2]结构系统可靠性分析的若干问题研究[D]. 李建操.哈尔滨工程大学 2013
[3]隧道工程稳定可靠度计算分析方法研究[D]. 李翔.湖南大学 2012
[4]高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析[D]. 陈志敏.兰州交通大学 2012
[5]公路山岭隧道施工期衬砌及结构系统可靠性研究[D]. 杨建国.长安大学 2011
[6]隧道收敛约束法的理论研究与应用[D]. 唐雄俊.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]高速铁路隧道复合式衬砌结构可靠性分析[D]. 粟威.北京交通大学 2016
[2]公路隧道新奥法施工全过程风险管理研究[D]. 张腾.青岛理工大学 2015
[3]高桩码头结构安全风险评估[D]. 吴镕.东南大学 2015
[4]花岗岩蠕变启动应力与长期强度研究[D]. 陈龙.辽宁工程技术大学 2013
[5]隧道工程施工安全风险管理研究[D]. 张岭.石家庄铁道大学 2013
[6]公路隧道施工安全风险管理研究[D]. 刘挺.浙江大学 2013
[7]软岩隧道施工期洞周位移控制基准研究[D]. 史鹏.西南交通大学 2013
[8]长洪岭隧道工程施工风险管理研究[D]. 张国弟.西南交通大学 2012
[9]隧道施工过程中围岩变形时效性研究[D]. 石文博.郑州大学 2012
[10]黄土隧道变形控制基准研究[D]. 李虎军.兰州交通大学 2012
本文编号：3141273
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩石蠕变曲线
公路山岭隧道支护结构时效可靠性及风险管理研究（1）初始蠕变：又称为衰减蠕变阶段，该段蠕变曲线的应变速率随时间增长逐渐减小，曲线呈下凹型，并向直线状态过度；（2）第二期蠕变：又称稳定蠕变阶段，在这一阶段最明显的特点是应变与时的关系近似地呈直线变化，应变速率为一常数；（3）第三期蠕变：又称加速蠕变阶段，进入这一阶段后，岩石的应变速率剧增加，整个曲线呈上凹型，变形快速增大，导致岩石最终破坏。由此可知，岩石的蠕变变形有两种基本形式，即衰减蠕变与非衰减蠕变[29]。衰蠕变又称稳定蠕变，当岩石所受应力小于长期强度时，蠕变速率逐渐减小，蠕变变达到一定值之后将不再增加，如图 2.2（a）所示，此时，岩石不会破坏。非衰减蠕又称不稳定蠕变，当岩石所受应力大于长期强度时，岩石的变形随时间持续增长，后由于加速蠕变的产生而发生破坏，如图 2.2（b）所示。衰减蠕变的变形速率只经一个衰减过程，而非衰减蠕变的变形速率经历了衰减、定常和加速三个阶段。衰减变对岩体工程是不会构成威胁的，但是。非衰减蠕变则存在很大的破坏风险。
与支护结构的相互作用为，隧道围岩自身的承载能力以及自稳能力对隧道围及对隧洞本身的稳定性着重要作用。因此，在隧道开岩的自承载能力能力，使围岩成为支护结构的重要组载体。，既要考虑围岩的蠕变特性，又要考虑围岩与支护结到的支护结构均指初期支护。实际的隧道开挖工程是，这样复杂的过程其实是很难准确分析的，但是如果约束依次分开考虑，然后再将三者联合起来分析，则的定量分析，这也正是收敛约束法的基本原理。1][32]又叫特征曲线法，它是伴随着喷锚等柔性支护的理论和岩石力学应用到地下工程中，进一步解释围岩理论和方法[33]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]邵家台软岩隧道变形的时间效应研究[J]. 韦景宁. 山西建筑. 2013(11)
[2]基于收敛约束原理的大断面黄土隧道围岩与初支稳定性分析[J]. 陈峰宾,张顶立,扈世民,张素磊. 北京交通大学学报. 2011(04)
[3]基于监控量测的山岭隧道工程风险管理分析[J]. 胡元鑫,刘新荣,李晓红,张丽娟,王道良. 岩土工程学报. 2010(07)
[4]我国长、大公路隧道发展综述[J]. 樊毅,赵春燕,郝哲. 辽宁建材. 2009(06)
[5]围岩-支护作用机制评述及其流变变形机制概念模型的建立与分析[J]. 侯公羽. 岩石力学与工程学报. 2008(S2)
[6]隧道及地下工程围岩稳定性及可靠性分析的极限位移判别[J]. 李晓红,王宏图,贾剑青,杨春和,胡国忠,薛占新. 岩土力学. 2005(06)
[7]地铁分岔隧道施工性态的三维数值模拟与分析[J]. 吴波,刘维宁,高波,索晓明,史玉新. 岩石力学与工程学报. 2004(18)
[8]隧道围岩特性曲线数值模拟与分析[J]. 张素敏,宋玉香,朱永全. 岩土力学. 2004(03)
[9]隧道工程风险评估[J]. 毛儒. 隧道建设. 2003(02)
[10]隧道喷混凝土衬砌结构可靠度分析的位移方法[J]. 杨成永,张弥,白小亮. 岩石力学与工程学报. 2003(02)
博士论文
[1]隧道围岩与支护结构稳定可靠性分析方法研究[D]. 梁斌.湖南大学 2015
[2]结构系统可靠性分析的若干问题研究[D]. 李建操.哈尔滨工程大学 2013
[3]隧道工程稳定可靠度计算分析方法研究[D]. 李翔.湖南大学 2012
[4]高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析[D]. 陈志敏.兰州交通大学 2012
[5]公路山岭隧道施工期衬砌及结构系统可靠性研究[D]. 杨建国.长安大学 2011
[6]隧道收敛约束法的理论研究与应用[D]. 唐雄俊.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]高速铁路隧道复合式衬砌结构可靠性分析[D]. 粟威.北京交通大学 2016
[2]公路隧道新奥法施工全过程风险管理研究[D]. 张腾.青岛理工大学 2015
[3]高桩码头结构安全风险评估[D]. 吴镕.东南大学 2015
[4]花岗岩蠕变启动应力与长期强度研究[D]. 陈龙.辽宁工程技术大学 2013
[5]隧道工程施工安全风险管理研究[D]. 张岭.石家庄铁道大学 2013
[6]公路隧道施工安全风险管理研究[D]. 刘挺.浙江大学 2013
[7]软岩隧道施工期洞周位移控制基准研究[D]. 史鹏.西南交通大学 2013
[8]长洪岭隧道工程施工风险管理研究[D]. 张国弟.西南交通大学 2012
[9]隧道施工过程中围岩变形时效性研究[D]. 石文博.郑州大学 2012
[10]黄土隧道变形控制基准研究[D]. 李虎军.兰州交通大学 2012
本文编号：3141273
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