公路隧道圍巖壓力統(tǒng)計規(guī)律及襯砌結(jié)構(gòu)可靠性分析.pdf

1、隧道工程中存在的諸多不確定性使人們對傳統(tǒng)以安全系數(shù)保證結(jié)構(gòu)可靠性的方法產(chǎn)生了質(zhì)疑，工程實際的不確定性與計算技術(shù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生了矛盾，可能使襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計偏離實際。為了深入了解公路隧道圍巖壓力與襯砌結(jié)構(gòu)作用機理，合理評價特定隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性，本文以邢汾高速邢臺段為依托，分析了圍巖壓力統(tǒng)計特點、圍巖壓力時空分布規(guī)律，以圍巖壓力實測值為襯砌結(jié)構(gòu)荷載之一，以正常使用極限狀態(tài)為判斷結(jié)構(gòu)是否失效的標(biāo)準(zhǔn)，采用荷載結(jié)構(gòu)法對襯砌結(jié)構(gòu)進行確定性數(shù)值分析，采用

2、蒙特卡羅法和響應(yīng)面法對襯砌結(jié)構(gòu)進行可靠性分析，同時將確定性數(shù)值分析和基于參數(shù)隨機性的非確定性數(shù)值分析進行了對比。主要取得以下成果：
　　(1)總體而言，隨著圍巖級別的增加，圍巖壓力實測值呈增大的趨勢。圍巖壓力實測值總體分布范圍大致在0～1.6MPa,一般來講實測圍巖壓力值很少小于20kPa，也很少大于720kPa；圍巖壓力實測值近似表現(xiàn)為“快速增長—緩慢增長—基本穩(wěn)定—有所波動”的增長模式，波動情況受工程擾動影響較大；圍巖壓力沿開

3、挖輪廓線的分布具有一定的隨機性和相當(dāng)?shù)牟痪鶆蛐?，在拱肩位置往往有著相?dāng)?shù)膰鷰r壓力。
　　(2)從確定性數(shù)值分析來看，黃巖子出口右幅YK80+383斷面(Ⅳ級)襯砌結(jié)構(gòu)最危險的部位在拱肩，寨子溝隧道進口左幅ZK76+262斷面(Ⅴ級)最危險的部位在仰拱與拱腳的交接處，其次是拱肩。對襯砌結(jié)構(gòu)影響最大的是截面彎矩，軸力有利于緩和彎矩引起的截面表面受拉破壞，故也對二襯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定起了一定的作用。
　　(3)從非確定數(shù)值分析來看，與確定