考虑围岩松动圈支护体影响的深埋圆形隧道衬砌优化设计

发布时间：2017-11-03 16:35

  本文关键词：考虑围岩松动圈支护体影响的深埋圆形隧道衬砌优化设计

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【摘要】：首先考虑围岩松动圈支护体的影响,在完全接触条件下,根据弹塑性力学理论,推导出深埋圆形隧道每层衬砌切向应力和径向应力分量的解析解;然后根据混凝土和围岩材料受力状态的不同,选用不同的破坏准则,引入功能梯度材料思想,构建了不同弹性模量双层混凝土圆形衬砌优化设计的目标函数,即当目标函数为最小值时,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ层结构同时接近或达到预设破坏状态,在设计上才最为合理;最后对衬砌材料的弹性模量和衬砌厚度分别进行了优化设计.算例分析表明:(1)随着围岩应力的增大,E2/E1和E2/E3都减小.在相同大小的围岩应力作用下,总有E2/E1E2/E3,故而建议设计时Ⅰ层衬砌的弹性模量应大于围岩松动圈支护体的弹性模量.(2)随着围岩应力的增大,Ⅰ层衬砌的厚度增大.在相同大小的围岩应力作用下,当E2/E1E2/E3时所求得的Ⅰ层衬砌最优厚度总是小于E2/E1E2/E3时所求得的Ⅰ层衬砌厚度,故而可通过改变Ⅰ层衬砌和围岩松动圈支护体的弹性模量相对大小来调整Ⅰ、Ⅱ层衬砌的厚度.
【作者单位】： 北京科技大学土木与环境工程学院;中电建路桥集团有限公司;
【基金】：科技北京百名领军人才培养工程(Z151100000315014) 国家自然科学基金资助项目(51074014,51174014)
【分类号】：U455.91
【正文快照】： Lining support optimization design of a deep-buried tunnel in consideration ofthe broken rock zone support隧道是广泛应用于矿山、交通、水电及军事工程领域的重要地下结构.为了保证隧道的安全使用,常在隧道内设置混凝土衬砌支护.20世纪80年代以后,在我国隧道工程中,

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本文编号：1137026