隧道结构中承载围岩变形失稳概率分析方法

发布时间：2017-10-22 13:00

  本文关键词：隧道结构中承载围岩变形失稳概率分析方法

  更多相关文章： 隧道可靠度 围岩 收敛-约束原理 差分法 二次二阶矩法

【摘要】：基于现代地下结构理论的收敛-约束原理和人工支护辅助承载力学机制,将包含了围岩塑性体积扩容影响的地层反映特征函数,整体式衬砌力学方程及开挖面空间力学效应结合起来,推演得到承载围岩的变形状态描述解析式。通过工程类比确定围岩承载稳定极限允许变形,再联合承载围岩变形表达式建立其稳定极限状态方程。针对该极限方程为幂指数三角函数的泛函隐式特征,利用数值差分理论将具有很高精度的二次二阶矩算法进行改造,构筑求解高度非线性隐式极限状态方程可靠度的直接计算途径。上述研究构成一种支护结构中围岩承载体失稳概率分析方法。利用该方法分析某隧道工程,与蒙特卡洛模拟方法的分析结果进行对比,验证了其准确性和适用性,提供了衬砌安装时机确定的分析途径,揭示了该实例中参数变异性对围岩稳定失稳的敏感性及不同参数变异相互作用对失稳的耦合效应。
【作者单位】： 湖南大学;
【关键词】： 隧道可靠度 围岩 收敛-约束原理 差分法 二次二阶矩法
【基金】：国家自然科学基金(51378195;51078136)
【分类号】：U451.2
【正文快照】： 引言现代岩石隧道结构力学的核心观点之一是围岩不仅是支护结构体系的一部分,而且是承载的主体,地下结构稳定的关键在于围岩稳定,人工附加支护及衬砌仅仅起辅助作用,目的在于阻止围岩过大变形导致断裂失稳。地下结构理论中的收敛-约束方法就是基于上述观点形成的设计分析模型

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 苏永华;李翔;赵明华;谢志勇;;考虑参数分布特征的隧道围岩稳定失效概率计算[J];计算力学学报;2010年01期

2 张弥,沈永清;用响应面方法分析铁路明洞结构荷载效应[J];土木工程学报;1993年02期

3 莫勋涛,刘维宁,张清;围岩的平均站立时间与隧道初期支护设计压力的确定[J];土木工程学报;2002年01期

4 宋克志;袁大军;王梦恕;;基于盾构掘进参数分析的隧道围岩模糊判别[J];土木工程学报;2009年01期

5 苏永华;李翔;徐能雄;罗正东;;锚喷衬砌隧道结构稳定可靠度计算[J];土木工程学报;2011年03期

6 谭忠盛,王梦恕;隧道衬砌结构可靠度分析的二次二阶矩法[J];岩石力学与工程学报;2004年13期

7 苏永华,何满朝,高谦;Rosenblueth方法在软破围岩锚喷支护系统评价中的应用[J];岩土工程学报;2004年03期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐军,郑颖人;可靠度响应面有限元及其工程应用[J];地下空间;2001年S1期

2 赵旭峰;王春苗;;应用有限元响应面法分析地下结构可靠度[J];地下空间与工程学报;2006年04期

3 袁建议;周顺华;宫全美;;下穿铁路的盾构隧道管片衬砌内力计算法研究[J];地下空间与工程学报;2008年02期

4 闻学;刘新荣;易立;;神经网络反分析在柳山隧道中的应用[J];地下空间与工程学报;2009年05期

5 杨成永,张弥,白小亮;用于结构可靠度分析的多响应面法[J];北方交通大学学报;2001年01期

6 黄清飞;袁大军;王梦恕;;管片衬砌可靠度分析实用方法研究[J];北京交通大学学报;2009年01期

7 李兆平;聂楠;杨成永;汪挺;;矿山法地铁隧道二衬结构安全系数及可靠度计算方法研究[J];北京交通大学学报;2011年01期

8 王林峰;唐红梅;陈洪凯;;泥石流隧道结构计算原理[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年03期

9 李杰;;高压电缆隧道综合井内力计算研究[J];城市道桥与防洪;2012年04期

10 王逢睿;肖碧;;甘肃北石窟寺第165窟岩体稳定性分析研究[J];敦煌研究;2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 崔强;刘卡丁;;超大地下停车场结构抗浮及防排水案例分析[A];中国土木工程学会隧道与地下工程分会防水排水专业委员会第十五届学术交流会论文集[C];2011年

2 王大力;谢楠;;厦门海底隧道可靠性分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2006年

3 谢楠;王大力;张弥;朱尔玉;王勇;;隧道复合衬砌运营期可靠性评价方法[A];第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2006年

4 张楠;王慧;张鸿儒;;桥梁地基与基础受力的变异性分析[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十二届年会论文集（下册）[C];1996年

5 王峥峥;;浅析双圆盾构区间隧道管片设计[A];中国交通土建工程学术论文集（2006）[C];2006年

6 谢红强;何川;赵强政;;重庆过江盾构隧道主体结构受力特征研究[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

7 李志华;张其一;康海贵;刘怀相;马海君;;使用期隧道结构抗震可靠度研究[A];隧道、地下工程及岩石破碎理论与应用——隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年

8 李志华;张其一;康海贵;刘怀相;马海君;;使用期隧道结构抗震可靠度研究[A];隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年

9 李昌宁;范恒秀;;乌鞘岭特长隧道F_7断层软岩大变形规律与控制技术[A];铁路长大隧道设计施工技术研讨会论文集[C];2004年

10 龚文惠;雷红军;宁虎;;基于误差传播理论的膨胀土路基沉降可靠度分析[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郭小红;厦门翔安海底隧道风化槽衬砌结构稳定性研究[D];北京交通大学;2011年

2 李奎;水平层状隧道围岩压力拱理论研究[D];西南交通大学;2010年

3 王薇;土石坝安全风险分析方法研究[D];天津大学;2012年

4 周诚;地铁盾构施工地表变形时空演化规律与预警研究[D];华中科技大学;2011年

5 张永杰;基于不确定性理论的隧道围岩稳定性及风险分析研究[D];湖南大学;2010年

6 陈先国;隧道结构失稳及判据研究[D];西南交通大学;2002年

7 严松宏;地下结构随机地震响应分析及其动力可靠度研究[D];西南交通大学;2003年

8 李芳成;地下结构可靠性广义特征与应用研究[D];山东科技大学;2003年

9 张雷;基于神经网络技术的结构可靠性分析与优化设计[D];吉林大学;2004年

10 周佳媚;隧道洞门结构土压力的研究[D];西南交通大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胡达;公路隧道开挖过程中围岩稳定性数值模拟[D];湖南工业大学;2010年

2 于萍萍;超大规模地下铁路车站围岩特征及其稳定性研究[D];北京交通大学;2011年

3 毕成双;京张城际铁路八达岭地下站分离双洞结构优化研究[D];北京交通大学;2011年

4 李登月;朱仙庄矿破碎带巷道围岩稳定控制研究[D];河南理工大学;2011年

5 柴江;黄土公路隧道施工方法对比分析[D];兰州理工大学;2011年

6 邓俏;金属矿山采空区失稳分析及实测验证[D];中南大学;2011年

7 苏俊军;陡倾岩层中隧道围岩失稳机理及塌方处置对策探讨[D];长安大学;2011年

8 吕娉霏;北京地铁7号线双井站PBA工法施工过程有限元模拟[D];长安大学;2011年

9 胡东;一种快速算法在弹塑性结构可靠度计算中的应用[D];西南交通大学;2011年

10 王乐明;钢纤维混凝土韧性特征及其支护力学行为研究[D];西南交通大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗衍俭;隧道结构设计的数值模拟与类比设计[J];地下空间;1998年01期

2 徐明新;杨成永;张强;;施工期隧道喷混凝土支护安全性评价[J];北京交通大学学报;2008年01期

3 张小庆,康海贵,王复明;求解隐式功能函数可靠度的一种新方法[J];大连理工大学学报;2003年05期

4 佟晓利,赵国藩;改进的Rosenblueth方法及其在结构可靠度分析中应用[J];大连理工大学学报;1997年03期

5 祁长青;许人平;吴继敏;俞缙;;基于遗传算法的隧道围岩变形稳定可靠性分析[J];工程地质学报;2008年02期

6 丁恩保，，凌荣华，马继平;隧道工程地质预报方法探讨[J];工程地质学报;1995年01期

7 周奇才;崔涛;何自强;吕强;;盾构施工中地质情况超前预报的雷达探测研究[J];中国工程机械学报;2006年03期

8 苏永华;孙晓明;颜永国;;基于极限平衡的边坡稳定概率显式功能函数逐步修正求解[J];工程力学;2009年03期

9 苏永华;蒋德松;赵明华;;松软围岩隧道结构稳定可靠性估计[J];湖南大学学报(自然科学版);2006年02期

10 徐军,郑颖人;有理多项式技术在工程结构可靠度分析中的应用[J];计算力学学报;2001年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 黄祥志;基于渣料和TBM掘进参数的围岩稳定分类方法的研究[D];武汉大学;2005年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李永刚;围岩弱化法及其工程应用的探讨[J];水利水电技术;1994年04期

2 杜静;;板裂围岩结构弯曲失稳分析[J];西部交通科技;2012年12期

3 傅鹤林,范臻辉,朱汉华,潘明军;板裂介质围岩中的隧道衬砌与围岩相互作用机理研究[J];公路交通科技;2003年05期

4 邓尚平,傅鹤林;板裂介质围岩中的隧道衬砌与围岩相互作用机理[J];采矿技术;2003年01期

5 姜云,李永林,李天斌,王兰生;隧道工程围岩大变形类型与机制研究[J];地质灾害与环境保护;2004年04期

6 王明年;刘大刚;刘彪;李海军;;公路隧道岩质围岩亚级分级方法研究[J];岩土工程学报;2009年10期

7 张钢;;碎裂结构围岩塌方控制因素分析[J];科技资讯;2011年01期

8 孙健家;;软弱浅埋隧道围岩大变形控制技术研究[J];安徽建筑;2014年01期

9 乔海兵;葛家良;;地下隧道围岩结构特性对注浆效果的影响[J];岩土工程界;2007年08期

10 李永林,冯学钢,姜云,何川;隧道工程围岩大变形及预测预报研究[J];现代隧道技术;2005年05期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 黄运飞;;关于围岩弱化的几个问题[A];第四届全国工程地质大会论文选集（二）[C];1992年

2 姜云;;隧道工程围岩大变形类型与机制研究[A];中国公路学会2004年学术年会论文集[C];2004年

3 张延庆;;钻开油层井眼围岩结构模拟研究[A];第三届全国结构工程学术会议论文集（下）[C];1994年

4 王士民;朱合华;蔡永昌;李晓军;;曙光反分析程序及其在工程中的应用[A];全国岩土工程反分析学术研讨会暨黄岩石窟（锦绣黄岩）岩石力学问题讨论会文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 徐昌茂;基于围岩稳定性与超前地质预报的高铁隧道钻爆开挖工法转换条件研究[D];中国地质大学;2015年

2 房倩;高速铁路隧道支护与围岩作用关系研究[D];北京交通大学;2010年

3 刘大刚;公路隧道施工阶段岩体围岩亚级分级研究[D];西南交通大学;2007年

4 姜云;公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究[D];成都理工大学;2004年

5 李英杰;软弱深埋隧道围岩结构特性及支护荷载确定方法研究[D];北京交通大学;2012年

6 张哲;隧（巷）道开挖扰动区（EDZ）形成过程及机理的研究[D];东北大学;2007年

7 耿晓杰;深埋条件下隧道稳定性评价方法及应用研究[D];北京科技大学;2015年

8 代进;综放回采巷道围岩裂纹扩展与类板结构及其非均称控制[D];山东科技大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 龚书贤;层状围岩隧道力学特性及稳定性研究[D];重庆大学;2011年

2 刘彪;岩质围岩隧道的稳定性研究[D];西南交通大学;2008年

3 唐辉湘;散体围岩浅埋隧道的开挖与支护技术研究[D];长沙理工大学;2011年

4 曹君陟;围岩动载稳定性的数值模拟研究[D];山东科技大学;2005年

5 金昊;马尔康隧道围岩变形与稳定性研究[D];西华大学;2012年

6 熊亮;层状围岩隧道稳定性及锚杆支护参数优化[D];重庆大学;2010年

7 全健;各级围岩下隧道回填层合理刚度的区间分析[D];重庆交通大学;2013年

8 林晓;浙江温岭长屿硐天不规则硐窟围岩稳定性研究[D];西南交通大学;2013年

9 何金峰;土石交界地层隧道开挖围岩与支护结构稳定性分析[D];中南大学;2011年

10 李日富;回采巷道围岩三维受力特征及其维护的研究[D];太原理工大学;2006年

本文编号：1078427