文档介绍：基于连续介质模型的隧道衬砌结构可靠性研究伍国军挛乐,刘豆豆废途引言珻保琇畍在隧道和地下工程中,目前常用的可靠性分析模型是荷载一结构模型和连续介质模型。荷载一结构模型认为,支护结构承受围岩产生的荷载,围岩约束支护结构的变形而产生被动抗力,这一模型目前在国内外得到了广泛应用,具有重要的现实意义,并可为应用该模式进行基于可靠度理论的隧道设计规范修订提供理论依据【浚а液徒峁垢盍开来,衬砌作为受力的对象,围岩和结构并未作为整体而共同受力;而连续介质模型则能较好的体现新奥法的思想,充分发挥和利用围岩的自承能力,衬砌与围岩形成整体共同受力的统一体系,用二次衬砌加强支护体系,进一步约束围岩变形,共同承受地层流变或松散压力【俊T谇笏阕饔眯вΦ耐臣特征时,常用的基于连续介质模型的方法足随机有限元法和响应面法:随机有限元法是随机分析理论与有限元方法相结合的产物,在结构可靠度分析中被广泛地应用【浚氐闶羌扑懔糠浅4螅柰ü程序实现,且对于变异性大的随机变量,难以收敛;响应面法足采用一个适当的修匀函数来近似地表示一个未知函数关系,将各随机变量看作试验因子,用有限次结构计算的结果来拟合一个响应面以代替未知的真实的功能函数。响应面法能得到具有显示第卷增刊年月岩力学摘要:基于连续介质力学模型,提出了一种简单易行的可靠性分析方法,该方法能利用现行通用的有限元程序,能得到显式的功能函数,但又不同于响应面法。以公路隧道圆形隧洞的开挖支护为例,采用此方法将围岩参数黏聚力,妒和二次衬砌厚度魑K婊淞浚捎糜邢拊3绦虻玫降ヒ槐淞勘浠碌某钠鲋嵊αχ担夂铣龀钠鲋嵊α赜诘ヒ凰机变量的关系式,并通过多元线性或非线性回归得到衬砌轴应力关于所有随机变量的显示表达式,再对圆形隧洞的衬砌结构进行了敏感性和可靠性分析,得到了一些有意义的结论。关键词;隧道;连续介质力学;可靠性;有限元法中图分类号文献标识码:,武汉:蕉搜а彝劣虢峁构こ萄芯恐行摹<媚蕉ú普г汗ど坦芾硌г海媚—;簍籧收稿日期:—.荩金项目:国家自然科学基金项目和变通部西部项目赞助。作者简介:伍囡军,男,年生,博士生,主要从事岩土工程方面的研究工作。.增刊.,,珻;甊琂,:,;甋,.,
淼揽煽啃约扑惴椒ń樯基于连续介质模型的圆形隧洞衬砌结构可靠性分析拟圆形隧道开挖支护的全过程,以围岩参数黏聚表达式的功能函数,但对于多随机变量时计算量非常大,且设定函数大都形式单一,对于不同的隧道结构形式和较为复杂的应力状态,不能真实地表达结构的功能函数。受到响应面法理论的启发,提出了一种针对不同隧道均可以采用的较为实用的可靠性分析方法:针对工程中勘测得到的岩体参数范围值,当把某些参数作为随机变量时,在这些参数的范围值中,分别选取一系列的参数值。此处,不对这些参数值进行参数组合,而足令其他随机变量都取定值时,利用有限元程序得到结构响应量关于单一随机变量变化的一系列值,进而拟合出单一变化函数。同理,可得到结构响应量关于其他随机变量的单一变化函数,然后从中提取能反映结构响应量关于随机变量变化关系的有价值的因子进行组合,得到结构响应量关于所有随机变量的含有待定系数的表达式,利用多元线性或非线性回归求出这些待定系数值,得到结构响应量关于随机变量的显示表示式,最后进行可靠度计算【这种新的可靠度分析方法不仅同样能得到具有显示表达式的功