基于混凝土開裂特征的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)安全評價(jià)方法研究.pdf

1、在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的開裂是不可避免的現(xiàn)象，多數(shù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都是帶裂工作的。同樣，在隧道二次襯砌中，鋼筋混凝土同樣會產(chǎn)生裂縫，尤其在隧道發(fā)生變異時(shí)，產(chǎn)生裂縫的可能性會極大地增加。在現(xiàn)有的規(guī)范中，對于裂縫均是考慮其對結(jié)構(gòu)耐久性的影響，而未考慮裂縫與襯砌安全性的關(guān)系。本文通過理論分析，探討了通過裂縫評價(jià)襯砌安全性的方法，然后通過數(shù)值模擬進(jìn)行驗(yàn)算，給出相應(yīng)的安全性判定標(biāo)準(zhǔn)，最后通過彎矩曲率的方法對初期支護(hù)安全性進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算，進(jìn)一步驗(yàn)證

2、了該方法的合理性。本文主要研究成果如下:
　　1、通過理論分析討論了裂縫的產(chǎn)生原因及種類，分析規(guī)范中的裂縫寬度計(jì)算方法并推導(dǎo)了基于數(shù)值分析的裂縫寬度計(jì)算方法，探討了鋼筋混凝土裂縫模型的建立方法，確定了裂縫模型中各類單元的參數(shù)，最后給出基本假定，提出一種基于裂縫的襯砌安全性評價(jià)方法。
　　2、對隧道發(fā)生的各種變異進(jìn)行歸類，并對每一類變異的原因進(jìn)行分析，羅列出一系列隧道變異的工況，結(jié)合工程實(shí)例，通過大型通用有限元分析軟件ANSY

3、S對各類工況進(jìn)行計(jì)算，對各類工況的裂縫分布形態(tài)進(jìn)行分析，并計(jì)算裂縫的最大寬度和最不利截面的安全系數(shù)，擬合兩者之間的關(guān)系，確定基于安全性分析的極限裂縫寬度。以此通過裂縫的分布形態(tài)來確定二次襯砌發(fā)生變異的類型，并根據(jù)裂縫的最大寬度來判斷襯砌是否達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。
　　3、對彎矩曲率計(jì)算方法進(jìn)行探討，并提出了基于編程語言的彎矩曲率計(jì)算方法，計(jì)算出本文中襯砌的彎矩曲率關(guān)系。將計(jì)算出的彎矩曲率關(guān)系作為材料參數(shù)輸入到有限元分析軟件ADINA中，通