單線鐵路地質偏壓隧道襯砌可靠性研究.pdf

1、本文結合某隧道左線出口處地質偏壓的工程背景，采用有限元軟件ABAQUS處理地質偏壓中存在的軟弱結構面，選取合適的接觸單元和摩擦類型，對單線鐵路地質偏壓隧道進行二維模擬和有限元數(shù)值計算。在此基礎上進一步對二次襯砌結構進行可靠性分析，并依據可靠性分析結果討論了非對稱襯砌結構的可靠度。論文的主要研究內容如下:
　　(1)提煉工程背景中可利用的有效圍巖和襯砌的物理力學參數(shù)，結合相關規(guī)范和文獻，集中處理軟弱結構面的形態(tài)和特征參數(shù)，建立二維地

2、質偏壓隧道模型。
　　(2)分析計算二維隧道模型，得出隧道在地質偏壓作用下的圍巖和襯砌結構的內力應力和位移，根據分析結果和模型建立時所用參數(shù)，確定隧道襯砌可靠度分析中所需的基本隨機輸入變量和輸出變量。
　　(3)采用單因素控制變量法對隧道模型進行工況計算，得到輸出變量關于該單一因素的表達式。重復以上工作得到所有考慮的隨機輸入變量的單一變化函數(shù)式，再利用多元回歸分析得出輸出變量關于各個輸入變量的顯示表達式。論文采用一次二階矩和

3、JC可靠度分析方法對襯砌結構的可靠性進行分析和總結，從結果來看，該模型模擬的隧道結構是可靠的，并且左側拱肩和拱腰處的可靠度小于右側的對稱部位，是整體結構的薄弱環(huán)節(jié)，需有相應的加強措施。
　　(4)根據研究所得出的可靠性分析方法，提出采用非對稱襯砌結構形式來改善地質偏壓環(huán)境下隧道結構的受力狀態(tài)，以減小相應的偏壓影響。通過對非對稱襯砌形式的可靠度分析，驗證該形式是否有工程意義并據此提出有效的工程建議和措施。研究結論表明，該形式能夠增大