基于非侵入式随机方法的盾构隧道可靠度分析
发布时间：2022-12-10 04:18
目前我国正处在地铁大国向地铁强国转变的关键阶段,其中盾构法施工以其风险小、干扰弱、进展快等多项优点,在一大批省会城市及重要城市的大跨越发展中起到了弥足轻重的作用。盾构开挖面及衬砌管片稳定性对于保障隧道正常施工安全至关重要,然而,天然岩土体参数不确定性及结构参数变异性对开挖面及支护结构稳定性具有较大的影响。常用的确定性分析方法无法合理解释材料参数模糊性及不确定性的影响,传统可靠度分析方法计算效率低,难以直接用于解决复杂的盾构隧道可靠度难题。针对以上问题,本文发展了盾构隧道可靠度分析的非侵入式随机方法,搭建了可靠度分析与商业有限差分软件的接口框架,在此基础上,探讨了地质参数不确定性及结构参数变异性对隧道开挖面稳定及衬砌管片变形可靠度的影响规律。具体研究内容如下:（1）介绍了非侵入式随机方法的基本理论及计算步骤,以Hermite随机多项式展开为例阐述了代理模型构建方法,在MATLAB软件平台下编写了盾构隧道可靠度分析的非侵入式随机方法计算程序,借此分析了盾构隧道开挖面稳定及衬砌管片变形可靠度问题。非侵入式随机方法无需修改有限差分计算源代码,实现了盾构隧道有限差分分析与可靠度分析一体化,计算效...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 盾构隧道稳定性分析的研究现状
1.2.1 理论分析方法
1.2.2 模型试验方法
1.2.3 数值分析方法
1.2.4 可靠度分析方法
1.3 目前研究存在的不足
1.4 本文主要研究内容
第2章 盾构隧道可靠度分析的非侵入式随机方法
2.1 基本理论
2.1.1 输入输出模型构建
2.1.2 输入参数随机配点及特征估计
2.2 基于有限差分模型的非侵入式分析接口框架实现
2.3 盾构隧道非侵入式随机分析实现
2.3.1 盾构隧道开挖
2.3.2 盾构隧道支护
2.4 本章小结
第3章 南昌地铁1号线盾构隧道开挖面稳定可靠度分析
3.1 工程概况及地层性质
3.2 渗流及开挖面极限支护压力分析
3.2.1 数值模型及渗流场设定
3.2.2 开挖面极限支护压力定值分析
3.3 参数敏感性分析
3.4 开挖面稳定可靠度非侵入式随机分析
3.5 本章小结
第4章 南京地铁3号线衬砌非侵入式随机分析方法
4.1 工程概况及地层性质
4.2 隧道衬砌管片变形分析
4.2.1 Flac3D有限差分软件的数值分析
4.2.2 管片变形解析分析
4.2.3 管片变形敏感性分析
4.3 盾构管片变形可靠度分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]带有橡胶垫层混凝土接触摩擦特性的试验研究[J]. 张振宇,李豪杰,贾长恒,冯吉利. 矿业科学学报. 2018(01)
[2]基于MIDAS/GTS的隧道盾构施工对地表沉降的影响分析[J]. 张宝良,李大华,邵先锋,李秋喜,吕凯旋. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(01)
[3]基于COMSOL的高铁隧道衬砌多场耦合细观模型实现[J]. 李博,马云东,米华莉. 山西建筑. 2018(01)
[4]黏土地层盾构隧道开挖面稳定性的离心模型试验研究[J]. 徐佳伟. 路基工程. 2017(05)
[5]1∶1站立式大断面异形盾构管片力学试验系统的研发与应用[J]. 张子新,朱叶艇,朱雁飞,黄昕,庄欠伟. 岩石力学与工程学报. 2017(12)
[6]软土地基大直径地铁盾构隧道运营期衬砌结构受力特性现场测试研究[J]. 王建,叶宇航,刘加福,徐文田,柳献. 隧道建设. 2017(07)
[7]孔隙水压力作用下盾构隧道开挖面支护力上限研究[J]. 黄阜,潘秋景,张道兵. 工程力学. 2017(07)
[8]盾构隧道地表沉降模糊随机可靠度分析[J]. 魏风冉. 中原工学院学报. 2017(03)
[9]盾构隧道衬砌管片接头张合状态力学模型及数值模拟[J]. 汪亦显,单生彪,袁海平,胡志祥,郭盼盼,曹平. 建筑结构学报. 2017(05)
[10]浅埋透水地层泥水盾构开挖面极限支护压力研究[J]. 曹成勇,施成华,雷明锋,彭立敏. 中南大学学报(自然科学版). 2016(09)
博士论文
[1]上覆富水砂层隧道开挖面稳定性分析与注浆加固对策研究[D]. 张红军.山东大学 2017
[2]水电工程边坡可靠度非侵入式随机分析方法[D]. 蒋水华.武汉大学 2014
[3]隧道结构生命全过程可靠度研究[D]. 李志华.大连理工大学 2008
[4]基于地层变异的盾构隧道工程风险分析及其应用研究[D]. 胡群芳.同济大学 2006
[5]盾构施工开挖面变形与破坏机理研究[D]. 秦建设.河海大学 2005
硕士论文
[1]砂卵石地层盾构机关键部件可靠性与剩余使用寿命评估研究[D]. 戴文浩.西南交通大学 2017
[2]泥水盾构开挖面泥土混合物物理力学性状试验研究[D]. 江磊.东南大学 2017
[3]赣江过江盾构隧道掌子面稳定性分析[D]. 杨永轩.南昌大学 2016
[4]南昌市地铁一号线过江隧道稳定性分析[D]. 黄辰奕.南昌大学 2016
[5]复合地层中考虑线路坡度的盾构隧道开挖面稳定性研究[D]. 毛韬.湖南大学 2015
[6]砂土地层盾构掘进开挖面稳定试验研究[D]. 刘念.北京交通大学 2015
[7]基于三维非连续接触模型的管片与接头结构力学特性研究[D]. 艾辉军.中南大学 2014
[8]泥水盾构隧道开挖面稳定性的可靠度分析[D]. 孙道广.中南大学 2014
[9]浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究[D]. 曹成勇.中南大学 2014
[10]基于改进事故树法的盾构隧道施工风险分析[D]. 曹靖.华中科技大学 2014
本文编号：3716043
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 盾构隧道稳定性分析的研究现状
1.2.1 理论分析方法
1.2.2 模型试验方法
1.2.3 数值分析方法
1.2.4 可靠度分析方法
1.3 目前研究存在的不足
1.4 本文主要研究内容
第2章 盾构隧道可靠度分析的非侵入式随机方法
2.1 基本理论
2.1.1 输入输出模型构建
2.1.2 输入参数随机配点及特征估计
2.2 基于有限差分模型的非侵入式分析接口框架实现
2.3 盾构隧道非侵入式随机分析实现
2.3.1 盾构隧道开挖
2.3.2 盾构隧道支护
2.4 本章小结
第3章 南昌地铁1号线盾构隧道开挖面稳定可靠度分析
3.1 工程概况及地层性质
3.2 渗流及开挖面极限支护压力分析
3.2.1 数值模型及渗流场设定
3.2.2 开挖面极限支护压力定值分析
3.3 参数敏感性分析
3.4 开挖面稳定可靠度非侵入式随机分析
3.5 本章小结
第4章 南京地铁3号线衬砌非侵入式随机分析方法
4.1 工程概况及地层性质
4.2 隧道衬砌管片变形分析
4.2.1 Flac3D有限差分软件的数值分析
4.2.2 管片变形解析分析
4.2.3 管片变形敏感性分析
4.3 盾构管片变形可靠度分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]带有橡胶垫层混凝土接触摩擦特性的试验研究[J]. 张振宇,李豪杰,贾长恒,冯吉利. 矿业科学学报. 2018(01)
[2]基于MIDAS/GTS的隧道盾构施工对地表沉降的影响分析[J]. 张宝良,李大华,邵先锋,李秋喜,吕凯旋. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(01)
[3]基于COMSOL的高铁隧道衬砌多场耦合细观模型实现[J]. 李博,马云东,米华莉. 山西建筑. 2018(01)
[4]黏土地层盾构隧道开挖面稳定性的离心模型试验研究[J]. 徐佳伟. 路基工程. 2017(05)
[5]1∶1站立式大断面异形盾构管片力学试验系统的研发与应用[J]. 张子新,朱叶艇,朱雁飞,黄昕,庄欠伟. 岩石力学与工程学报. 2017(12)
[6]软土地基大直径地铁盾构隧道运营期衬砌结构受力特性现场测试研究[J]. 王建,叶宇航,刘加福,徐文田,柳献. 隧道建设. 2017(07)
[7]孔隙水压力作用下盾构隧道开挖面支护力上限研究[J]. 黄阜,潘秋景,张道兵. 工程力学. 2017(07)
[8]盾构隧道地表沉降模糊随机可靠度分析[J]. 魏风冉. 中原工学院学报. 2017(03)
[9]盾构隧道衬砌管片接头张合状态力学模型及数值模拟[J]. 汪亦显,单生彪,袁海平,胡志祥,郭盼盼,曹平. 建筑结构学报. 2017(05)
[10]浅埋透水地层泥水盾构开挖面极限支护压力研究[J]. 曹成勇,施成华,雷明锋,彭立敏. 中南大学学报(自然科学版). 2016(09)
博士论文
[1]上覆富水砂层隧道开挖面稳定性分析与注浆加固对策研究[D]. 张红军.山东大学 2017
[2]水电工程边坡可靠度非侵入式随机分析方法[D]. 蒋水华.武汉大学 2014
[3]隧道结构生命全过程可靠度研究[D]. 李志华.大连理工大学 2008
[4]基于地层变异的盾构隧道工程风险分析及其应用研究[D]. 胡群芳.同济大学 2006
[5]盾构施工开挖面变形与破坏机理研究[D]. 秦建设.河海大学 2005
硕士论文
[1]砂卵石地层盾构机关键部件可靠性与剩余使用寿命评估研究[D]. 戴文浩.西南交通大学 2017
[2]泥水盾构开挖面泥土混合物物理力学性状试验研究[D]. 江磊.东南大学 2017
[3]赣江过江盾构隧道掌子面稳定性分析[D]. 杨永轩.南昌大学 2016
[4]南昌市地铁一号线过江隧道稳定性分析[D]. 黄辰奕.南昌大学 2016
[5]复合地层中考虑线路坡度的盾构隧道开挖面稳定性研究[D]. 毛韬.湖南大学 2015
[6]砂土地层盾构掘进开挖面稳定试验研究[D]. 刘念.北京交通大学 2015
[7]基于三维非连续接触模型的管片与接头结构力学特性研究[D]. 艾辉军.中南大学 2014
[8]泥水盾构隧道开挖面稳定性的可靠度分析[D]. 孙道广.中南大学 2014
[9]浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究[D]. 曹成勇.中南大学 2014
[10]基于改进事故树法的盾构隧道施工风险分析[D]. 曹靖.华中科技大学 2014
本文编号：3716043
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