基于強(qiáng)度折減法的既有隧道安全度研究.pdf

1、本文將有限元強(qiáng)度折減法引入到既有隧道安全度的研究中，并以安全系數(shù)作為安全度的判斷標(biāo)準(zhǔn)，在均一地層下建立地層—荷載結(jié)構(gòu)模型，對(duì)隧道的支護(hù)力學(xué)行為、隧道基于不同埋深和不同洞型的破壞機(jī)理、既有隧道在圍巖劣化和襯砌劣化時(shí)的安全度、既有隧道在二次襯砌局部厚度不足時(shí)的安全度進(jìn)行了計(jì)算分析。本文的主要結(jié)論如下:
　　(1)利用有限元差分軟件FLAC3D，基于強(qiáng)度折減法，通過(guò)隧道開挖后釋放荷載的控制來(lái)等效模擬隧道的支護(hù)時(shí)機(jī)效應(yīng)，計(jì)算分析了隧道的支

2、護(hù)力學(xué)行為，計(jì)算結(jié)果表明，支護(hù)時(shí)機(jī)對(duì)隧道最終的安全系數(shù)影響很小，為既有隧道安全評(píng)價(jià)的數(shù)值模擬提供計(jì)算依據(jù)。
　　(2)通過(guò)強(qiáng)度折減法，對(duì)不同埋深和不同洞型隧道的破壞機(jī)理進(jìn)行研究，為既有隧道的破壞機(jī)理解析提供參考。
　　計(jì)算分析表明，隧道隨著埋深的增加，安全系數(shù)呈現(xiàn)先增加、后減小的趨勢(shì)。對(duì)于不同洞型，矩形洞室破壞形式不受埋深影響，均從洞室項(xiàng)部破壞;直墻拱隧洞在淺埋時(shí)拱項(xiàng)首先破壞，深埋時(shí)墻腳首先破壞;圓形隧洞與馬蹄形隧洞的破壞機(jī)

3、理相似，淺埋時(shí)拱頂首先破壞，深埋時(shí)邊墻首先破壞。4種斷面形式中圓形斷面最為安全，馬蹄形次之，矩形最不安全。
　　(3)既有隧道產(chǎn)生圍巖和襯砌的全部劣化時(shí)，隧道的安全系數(shù)隨著劣化程度的增加而減小。圍巖不同深度劣化時(shí)，當(dāng)劣化深度在1m～2m，3m～4m過(guò)程中安全系數(shù)減小較多;不同部位圍巖局部劣化時(shí)，仰拱處最為不利。初支全部劣化時(shí)，劣化前期安全系數(shù)降低較快;初支局部劣化時(shí)，墻腳部位劣化最為不利，邊墻和仰拱次之。二襯全部劣化時(shí)，隨著劣化程