寒区隧道衬砌结构可靠性分析

发布时间：2018-03-25 03:27

  本文选题：寒区隧道　切入点：冻胀力　出处：《铁道标准设计》2017年07期

【摘要】：为了研究寒区隧道在运营阶段衬砌结构的可靠性,考虑到冻胀力、围岩压力和结构自重应力对围岩衬砌结构的影响,以昆仑山寒区隧道工程为背景,采用ANSYS中的PDS(概率设计)模块和蒙特卡洛拉丁超立方抽样方法,对影响寒区隧道衬砌结构可靠性的主要因素以及保证隧道结构安全的可靠性指标进行研究。结果表明:基于ANSYS数值模拟,通过研究冻土围岩温度场和应力场的耦合结果,得到冻胀对衬砌结构产生的最不利的位置;以概率论和数理统计相结合的方式,对衬砌结构最不利位置的可靠性进行定性和定量的分析,得到衬砌结构的可靠性指标;蒙特卡洛法中的拉丁超立方抽样提高了抽样概率的精确性,概率设计的敏感性和设计变量之间的散点图分析,有利于确定影响衬砌结构可靠性的主控因素,进而针对可控因素采取措施,以此提高衬砌结构的可靠性。
[Abstract]:In order to study the reliability of tunnel lining structure in operation stage in cold region, considering the influence of frost heave force, surrounding rock pressure and structural gravity stress on surrounding rock lining structure, this paper takes the tunnel engineering of Kunlun Mountain cold region as the background. The PDS (probability Design) module in ANSYS and Monte Carlo Latin hypercube sampling method are used. The main factors affecting the reliability of tunnel lining structure in cold region and the reliability index to ensure the safety of tunnel structure are studied. The results show that: based on ANSYS numerical simulation, the coupling results of temperature field and stress field of frozen soil surrounding rock are studied. The most disadvantageous position of frost heaving on the lining structure is obtained, the reliability of the most unfavorable position of the lining structure is analyzed qualitatively and quantitatively by the combination of probability theory and mathematical statistics, and the reliability index of the lining structure is obtained. The Latin hypercube sampling in Monte Carlo method improves the accuracy of sampling probability, the sensitivity of probability design and the scattered plot analysis between design variables, which is helpful to determine the main control factors that affect the reliability of lining structure. Furthermore, measures are taken to improve the reliability of the lining structure according to controllable factors.
【作者单位】： 兰州交通大学土木工程学院;
【基金】：中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2015G005-C) 国家科技支撑计划(2014BAG05B05) 青海省交通建设科技项目(512287)
【分类号】：U451.4

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本文编号：1661357