在役隧道衬砌结构时变可靠性计算方法研究
发布时间：2021-06-26 17:02
在隧道运营期限内,隧道主体结构的某些力学参数将随时间发生劣化,这将严重影响隧道结构的可靠性。本文拟从运营隧道衬砌结构性能劣化入手,进行基于劣化效应的运营隧道结构时变可靠性分析研究。本文主要研究内容及成果如下:（1）对于混凝土衬砌而言,在服役过程中受到多种时变因素的共同作用,结构存在多种失效模式。为此,提出了基于抗力衰减控制、最大裂缝宽度控制和混凝土碳化深度控制的多失效模式的服役隧道衬砌结构时变可靠度分析方法,采用概率故障树模型构建衬砌多失效模式系统可靠度分析模型,利用JC法计算结构的可靠度指标和失效概率,分析了衬砌结构可靠度服役期内的变化规律和不同失效模式对可靠性的影响。（2）针对可靠性评估中参数精确的数据信息难以获取的情况,将区间非概率可靠性模型应用到运营隧道衬砌结构的可靠性分析中,结合时变可靠度理论,提出了隧道结构服役期内区间非概率时变可靠性模型。分析了衬砌结构可靠度服役期内的可靠性变化规律和不同衰减函数对可靠性的影响。非概率区间模型可以较为合理的反映结构的可靠度水平及变化规律,为衬砌结构服役期内的可靠性评价提供了一种科学合理的参考方法。（3）针对以往利用Kriging模型进行结构...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
()()3Z t= c Ct护层厚度(mm)。的故障树模型结构 3 种基于不同失效模式的功能函效即可能发生结构破坏，因此在逻辑限状态方程包含有共同的随机变量，靠度。建立故障树模型，各失效模式模式的失效概率为：= =)()()()()(121313ZPZPZPZPZPZii()()()123P ZPZPZ率。
图 2-2 边墙裂缝 图 2-3 拱顶裂缝2.4.1 建立有限元模型以 K82+720 段为Ⅵ级围岩为例，二次衬砌采用厚 60 cm 的 C30 钢筋混凝土结构，衬砌配筋为 HRB335 钢筋。二衬采用断面处位于贫水区及冲沟浅埋段，洞身通过地段主要为泥岩，风化严重。ANSYS 建模参数见表 2-1。表 2-1 材料物理力学参数名称容重γ /(kg·m-3)弹性抗力系数K/(MPa·m-1)弹性模量 E/GPa泊松比ν内摩擦角 /°凝聚力C/MPaⅥ级围岩 19.5 10 0.8 0.4 20 0.08C30 钢筋混凝土25 － 32.06 0.2 － －2.4.2 参数确定按时间的变异性，可将荷载分为永久作用，可变作用和偶然作用，由于隧
【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道衬砌可靠指标的优化求解方法[J]. 龚彦峰,陈文博,房倩. 隧道建设(中英文). 2018(08)
[2]工程结构整体可靠性分析研究进展[J]. 李杰. 土木工程学报. 2018(08)
[3]强震区隧洞工程服役期抗震性能研究[J]. 宋万鹏,陈卫忠,赵武胜,杨典森,赵坤. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[4]膨胀性黄土隧道洞口稳定性的可靠度分析[J]. 周小勇. 铁道建筑. 2018(02)
[5]以可靠性为中心的维修方法及其在隧道中的应用[J]. 王景春,房思思,李晓萌,张伟. 中国工程科学. 2017(06)
[6]基于全寿命劣化分析的海底盾构隧道管片安全保障对策研究[J]. 刘四进,何川,孙齐,封坤. 中国工程科学. 2017(06)
[7]基于二次正交试验的隧道非概率可靠度方法研究[J]. 孙明社,郭小红,王梦恕,王剑晨. 土木工程学报. 2017(S2)
[8]石膏围岩隧道衬砌结构破坏模式及时变可靠度模型[J]. 陈钒,吴顺川,任松,李振元. 工程科学学报. 2017(11)
[9]基于时变可靠度的锈蚀混凝土结构全寿命成本模型[J]. 陆春华,袁思奇. 建筑科学与工程学报. 2017(02)
[10]隧道混凝土结构使用寿命评价[J]. 丁杨,邓文武,孟伟,陈衎. 华东交通大学学报. 2017(01)
博士论文
[1]基于非线性随机有限元的结构可靠度问题研究[D]. 梅刚.清华大学 2005
硕士论文
[1]铁路隧道衬砌结构可靠性非概率分析方法研究[D]. 赵艳军.石家庄铁道大学 2017
[2]铁路隧道复合式衬砌计算模型及结构可靠度分析[D]. 齐键旭.石家庄铁道大学 2014
[3]深埋软弱围岩隧道支护结构可靠性分析[D]. 余永康.重庆大学 2010
本文编号：3251725
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
()()3Z t= c Ct护层厚度(mm)。的故障树模型结构 3 种基于不同失效模式的功能函效即可能发生结构破坏，因此在逻辑限状态方程包含有共同的随机变量，靠度。建立故障树模型，各失效模式模式的失效概率为：= =)()()()()(121313ZPZPZPZPZPZii()()()123P ZPZPZ率。
图 2-2 边墙裂缝 图 2-3 拱顶裂缝2.4.1 建立有限元模型以 K82+720 段为Ⅵ级围岩为例，二次衬砌采用厚 60 cm 的 C30 钢筋混凝土结构，衬砌配筋为 HRB335 钢筋。二衬采用断面处位于贫水区及冲沟浅埋段，洞身通过地段主要为泥岩，风化严重。ANSYS 建模参数见表 2-1。表 2-1 材料物理力学参数名称容重γ /(kg·m-3)弹性抗力系数K/(MPa·m-1)弹性模量 E/GPa泊松比ν内摩擦角 /°凝聚力C/MPaⅥ级围岩 19.5 10 0.8 0.4 20 0.08C30 钢筋混凝土25 － 32.06 0.2 － －2.4.2 参数确定按时间的变异性，可将荷载分为永久作用，可变作用和偶然作用，由于隧
【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道衬砌可靠指标的优化求解方法[J]. 龚彦峰,陈文博,房倩. 隧道建设(中英文). 2018(08)
[2]工程结构整体可靠性分析研究进展[J]. 李杰. 土木工程学报. 2018(08)
[3]强震区隧洞工程服役期抗震性能研究[J]. 宋万鹏,陈卫忠,赵武胜,杨典森,赵坤. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[4]膨胀性黄土隧道洞口稳定性的可靠度分析[J]. 周小勇. 铁道建筑. 2018(02)
[5]以可靠性为中心的维修方法及其在隧道中的应用[J]. 王景春,房思思,李晓萌,张伟. 中国工程科学. 2017(06)
[6]基于全寿命劣化分析的海底盾构隧道管片安全保障对策研究[J]. 刘四进,何川,孙齐,封坤. 中国工程科学. 2017(06)
[7]基于二次正交试验的隧道非概率可靠度方法研究[J]. 孙明社,郭小红,王梦恕,王剑晨. 土木工程学报. 2017(S2)
[8]石膏围岩隧道衬砌结构破坏模式及时变可靠度模型[J]. 陈钒,吴顺川,任松,李振元. 工程科学学报. 2017(11)
[9]基于时变可靠度的锈蚀混凝土结构全寿命成本模型[J]. 陆春华,袁思奇. 建筑科学与工程学报. 2017(02)
[10]隧道混凝土结构使用寿命评价[J]. 丁杨,邓文武,孟伟,陈衎. 华东交通大学学报. 2017(01)
博士论文
[1]基于非线性随机有限元的结构可靠度问题研究[D]. 梅刚.清华大学 2005
硕士论文
[1]铁路隧道衬砌结构可靠性非概率分析方法研究[D]. 赵艳军.石家庄铁道大学 2017
[2]铁路隧道复合式衬砌计算模型及结构可靠度分析[D]. 齐键旭.石家庄铁道大学 2014
[3]深埋软弱围岩隧道支护结构可靠性分析[D]. 余永康.重庆大学 2010
本文编号：3251725
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3251725.html
