单线铁路地质偏压隧道衬砌可靠性研究

发布时间：2017-04-06 11:09

  本文关键词：单线铁路地质偏压隧道衬砌可靠性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文结合某隧道左线出口处地质偏压的工程背景,采用有限元软件ABAQUS处理地质偏压中存在的软弱结构面,选取合适的接触单元和摩擦类型,对单线铁路地质偏压隧道进行二维模拟和有限元数值计算。在此基础上进一步对二次衬砌结构进行可靠性分析,并依据可靠性分析结果讨论了非对称衬砌结构的可靠度。论文的主要研究内容如下：(1)提炼工程背景中可利用的有效围岩和衬砌的物理力学参数,结合相关规范和文献,集中处理软弱结构面的形态和特征参数,建立二维地质偏压隧道模型。(2)分析计算二维隧道模型,得出隧道在地质偏压作用下的围岩和衬砌结构的内力应力和位移,根据分析结果和模型建立时所用参数,确定隧道衬砌可靠度分析中所需的基本随机输入变量和输出变量。(3)采用单因素控制变量法对隧道模型进行工况计算,得到输出变量关于该单一因素的表达式。重复以上工作得到所有考虑的随机输入变量的单一变化函数式,再利用多元回归分析得出输出变量关于各个输入变量的显示表达式。论文采用一次二阶矩和JC可靠度分析方法对衬砌结构的可靠性进行分析和总结,从结果来看,该模型模拟的隧道结构是可靠的,并且左侧拱肩和拱腰处的可靠度小于右侧的对称部位,是整体结构的薄弱环节,需有相应的加强措施。(4)根据研究所得出的可靠性分析方法,提出采用非对称衬砌结构形式来改善地质偏压环境下隧道结构的受力状态,以减小相应的偏压影响。通过对非对称衬砌形式的可靠度分析,验证该形式是否有工程意义并据此提出有效的工程建议和措施。研究结论表明,该形式能够增大隧道薄弱位置的可靠度,利于衬砌结构的整体稳定性。
【关键词】：地质偏压 隧道衬砌 可靠度 非对称衬砌 围岩
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.91
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 引言11
• 1.2 国内外结构可靠性研究的动态及发展趋势11-14
• 1.2.1 国外现状11-12
• 1.2.2 国内现状12-13
• 1.2.3 地下结构可靠性的发展状况13-14
• 1.3 本文研究的主要内容和方法14-15
• 1.3.1 研究内容14
• 1.3.2 研究方法14-15
• 第2章 偏压隧道衬砌内力计算15-22
• 2.1 偏压隧道的成因15-16
• 2.2 隧道深浅埋的判定16-17
• 2.3 围岩作用的计算方法17-20
• 2.3.1 地形偏压隧道围岩压力计算17-18
• 2.3.2 地质偏压隧道检算18-20
• 2.4 地质偏压隧道衬砌内力的计算20
• 2.5 小结20-22
• 第3章 隧道支护结构的可靠度分析22-33
• 3.1 结构可靠性基本原理22-26
• 3.1.1 结构可靠度的概念22-24
• 3.1.2 结构功能函数24-26
• 3.2 隧道结构可靠度分析方法26-31
• 3.2.1 一次二阶矩法(也称哈—林(H-L)法)26-27
• 3.2.2 JC法及修正JC法27-29
• 3.2.3 分位值法29-31
• 3.2.4 蒙特卡罗法31
• 3.3 小结31-33
• 第4章 单线铁路地质偏压隧道衬砌可靠性研究33-62
• 4.1 工程背景简介33
• 4.2 数值模拟33-36
• 4.2.1 建立模型33-35
• 4.2.2 初始地应力和边界条件35
• 4.2.3 围岩及衬砌材料参数35-36
• 4.3 二次衬砌应力和内力分析36-38
• 4.4 位移分析38-39
• 4.5 衬砌结构可靠性分析39-61
• 4.5.1 单因素分析40-54
• 4.5.2 敏感性分析54-57
• 4.5.3 衬砌结构可靠性分析57-61
• 4.6 小结61-62
• 第5章 地质偏压隧道非对称衬砌结构可靠性分析62-73
• 5.1 非对称衬砌的隧道模拟62-65
• 5.1.1 围岩及衬砌材料参数的选取62-63
• 5.1.2 非对称衬砌结构的应力及内力分析63-64
• 5.1.3 位移分析64-65
• 5.2 非对称衬砌的隧道结构可靠性分析65-72
• 5.2.1 单因素分析65-68
• 5.2.2 敏感性分析68-69
• 5.2.3 非对称衬砌结构可靠性分析69-72
• 5.3 小结72-73
• 结论与展望73-75
• 结论73-74
• 建议与展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张海亮,董志;黄土质偏压隧道施工技术[J];铁道建筑技术;2000年04期

2 杨小礼,李亮,刘宝琛;偏压隧道结构稳定性评价的信息优化分析[J];岩石力学与工程学报;2002年04期

3 王立川,梁永丰;浅谈偏压隧道的支护设计[J];隧道建设;2002年03期

4 郑智军,叶超明;黄土质偏压隧道施工工艺[J];广东公路交通;2003年04期

5 侯军亮;浅埋风化偏压隧道施工成洞技术[J];西部探矿工程;2003年10期

6 程新军,程炜;浅埋偏压隧道施工技术[J];铁道建筑技术;2004年S1期

7 胡彩虹;偏压隧道施工技术[J];企业技术开发;2005年06期

8 李素清;;偏压隧道施工技术探究[J];西部探矿工程;2006年04期

9 陈见波;;浅埋偏压隧道现场监测与分析[J];山西建筑;2007年09期

10 姜汶泉;张运良;安永林;;不同地形偏压与隧道受力变形的关系[J];郑州大学学报(工学版);2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 何川;;地形偏压隧道的模型试验研究[A];第二届全国青年岩石力学与工程学术研讨会论文集[C];1993年

2 鲁光宏;许云跃;;对偏压隧道施工方法的初探[A];矿井建设与岩土工程技术新发展[C];1997年

3 王联;邓刚;;都汶路浅埋偏压隧道设计[A];中国公路学会2004年学术年会论文集[C];2004年

4 王磊;傅钢;汪振伟;黄志强;;关于浅埋偏压隧道合理开挖进尺的讨论[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集（上册）[C];2006年

5 高广运;杨长;冯世进;刘松玉;;浅埋偏压隧道动态模拟工程实例[A];中国土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工程分会第十四届年会论文集[C];2006年

6 高文学;侯炳晖;孙西o

本文编号：288759