在役隧道襯砌結(jié)構(gòu)時變可靠性計算方法研究
發(fā)布時間：2021-06-26 17:02
在隧道運營期限內(nèi),隧道主體結(jié)構(gòu)的某些力學參數(shù)將隨時間發(fā)生劣化,這將嚴重影響隧道結(jié)構(gòu)的可靠性。本文擬從運營隧道襯砌結(jié)構(gòu)性能劣化入手,進行基于劣化效應的運營隧道結(jié)構(gòu)時變可靠性分析研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:（1）對于混凝土襯砌而言,在服役過程中受到多種時變因素的共同作用,結(jié)構(gòu)存在多種失效模式。為此,提出了基于抗力衰減控制、最大裂縫寬度控制和混凝土碳化深度控制的多失效模式的服役隧道襯砌結(jié)構(gòu)時變可靠度分析方法,采用概率故障樹模型構(gòu)建襯砌多失效模式系統(tǒng)可靠度分析模型,利用JC法計算結(jié)構(gòu)的可靠度指標和失效概率,分析了襯砌結(jié)構(gòu)可靠度服役期內(nèi)的變化規(guī)律和不同失效模式對可靠性的影響。（2）針對可靠性評估中參數(shù)精確的數(shù)據(jù)信息難以獲取的情況,將區(qū)間非概率可靠性模型應用到運營隧道襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性分析中,結(jié)合時變可靠度理論,提出了隧道結(jié)構(gòu)服役期內(nèi)區(qū)間非概率時變可靠性模型。分析了襯砌結(jié)構(gòu)可靠度服役期內(nèi)的可靠性變化規(guī)律和不同衰減函數(shù)對可靠性的影響。非概率區(qū)間模型可以較為合理的反映結(jié)構(gòu)的可靠度水平及變化規(guī)律,為襯砌結(jié)構(gòu)服役期內(nèi)的可靠性評價提供了一種科學合理的參考方法。（3）針對以往利用Kriging模型進行結(jié)構(gòu)...
【文章來源】：石家莊鐵道大學河北省
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
研究技術路線
()()3Z t= c Ct護層厚度(mm)。的故障樹模型結(jié)構(gòu) 3 種基于不同失效模式的功能函效即可能發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，因此在邏輯限狀態(tài)方程包含有共同的隨機變量，靠度。建立故障樹模型，各失效模式模式的失效概率為：= =)()()()()(121313ZPZPZPZPZPZii()()()123P ZPZPZ率。
圖 2-2 邊墻裂縫 圖 2-3 拱頂裂縫2.4.1 建立有限元模型以 K82+720 段為Ⅵ級圍巖為例，二次襯砌采用厚 60 cm 的 C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌配筋為 HRB335 鋼筋。二襯采用斷面處位于貧水區(qū)及沖溝淺埋段，洞身通過地段主要為泥巖，風化嚴重。ANSYS 建模參數(shù)見表 2-1。表 2-1 材料物理力學參數(shù)名稱容重γ /(kg·m-3)彈性抗力系數(shù)K/(MPa·m-1)彈性模量 E/GPa泊松比ν內(nèi)摩擦角 /°凝聚力C/MPaⅥ級圍巖 19.5 10 0.8 0.4 20 0.08C30 鋼筋混凝土25 － 32.06 0.2 － －2.4.2 參數(shù)確定按時間的變異性，可將荷載分為永久作用，可變作用和偶然作用，由于隧
【參考文獻】：
期刊論文
[1]隧道襯砌可靠指標的優(yōu)化求解方法[J]. 龔彥峰,陳文博,房倩. 隧道建設(中英文). 2018(08)
[2]工程結(jié)構(gòu)整體可靠性分析研究進展[J]. 李杰. 土木工程學報. 2018(08)
[3]強震區(qū)隧洞工程服役期抗震性能研究[J]. 宋萬鵬,陳衛(wèi)忠,趙武勝,楊典森,趙坤. 巖石力學與工程學報. 2018(S1)
[4]膨脹性黃土隧道洞口穩(wěn)定性的可靠度分析[J]. 周小勇. 鐵道建筑. 2018(02)
[5]以可靠性為中心的維修方法及其在隧道中的應用[J]. 王景春,房思思,李曉萌,張偉. 中國工程科學. 2017(06)
[6]基于全壽命劣化分析的海底盾構(gòu)隧道管片安全保障對策研究[J]. 劉四進,何川,孫齊,封坤. 中國工程科學. 2017(06)
[7]基于二次正交試驗的隧道非概率可靠度方法研究[J]. 孫明社,郭小紅,王夢恕,王劍晨. 土木工程學報. 2017(S2)
[8]石膏圍巖隧道襯砌結(jié)構(gòu)破壞模式及時變可靠度模型[J]. 陳釩,吳順川,任松,李振元. 工程科學學報. 2017(11)
[9]基于時變可靠度的銹蝕混凝土結(jié)構(gòu)全壽命成本模型[J]. 陸春華,袁思奇. 建筑科學與工程學報. 2017(02)
[10]隧道混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命評價[J]. 丁楊,鄧文武,孟偉,陳衎. 華東交通大學學報. 2017(01)
博士論文
[1]基于非線性隨機有限元的結(jié)構(gòu)可靠度問題研究[D]. 梅剛.清華大學 2005
碩士論文
[1]鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性非概率分析方法研究[D]. 趙艷軍.石家莊鐵道大學 2017
[2]鐵路隧道復合式襯砌計算模型及結(jié)構(gòu)可靠度分析[D]. 齊鍵旭.石家莊鐵道大學 2014
[3]深埋軟弱圍巖隧道支護結(jié)構(gòu)可靠性分析[D]. 余永康.重慶大學 2010
本文編號：3251725
【文章來源】：石家莊鐵道大學河北省
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
研究技術路線
()()3Z t= c Ct護層厚度(mm)。的故障樹模型結(jié)構(gòu) 3 種基于不同失效模式的功能函效即可能發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，因此在邏輯限狀態(tài)方程包含有共同的隨機變量，靠度。建立故障樹模型，各失效模式模式的失效概率為：= =)()()()()(121313ZPZPZPZPZPZii()()()123P ZPZPZ率。
圖 2-2 邊墻裂縫 圖 2-3 拱頂裂縫2.4.1 建立有限元模型以 K82+720 段為Ⅵ級圍巖為例，二次襯砌采用厚 60 cm 的 C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌配筋為 HRB335 鋼筋。二襯采用斷面處位于貧水區(qū)及沖溝淺埋段，洞身通過地段主要為泥巖，風化嚴重。ANSYS 建模參數(shù)見表 2-1。表 2-1 材料物理力學參數(shù)名稱容重γ /(kg·m-3)彈性抗力系數(shù)K/(MPa·m-1)彈性模量 E/GPa泊松比ν內(nèi)摩擦角 /°凝聚力C/MPaⅥ級圍巖 19.5 10 0.8 0.4 20 0.08C30 鋼筋混凝土25 － 32.06 0.2 － －2.4.2 參數(shù)確定按時間的變異性，可將荷載分為永久作用，可變作用和偶然作用，由于隧
【參考文獻】：
期刊論文
[1]隧道襯砌可靠指標的優(yōu)化求解方法[J]. 龔彥峰,陳文博,房倩. 隧道建設(中英文). 2018(08)
[2]工程結(jié)構(gòu)整體可靠性分析研究進展[J]. 李杰. 土木工程學報. 2018(08)
[3]強震區(qū)隧洞工程服役期抗震性能研究[J]. 宋萬鵬,陳衛(wèi)忠,趙武勝,楊典森,趙坤. 巖石力學與工程學報. 2018(S1)
[4]膨脹性黃土隧道洞口穩(wěn)定性的可靠度分析[J]. 周小勇. 鐵道建筑. 2018(02)
[5]以可靠性為中心的維修方法及其在隧道中的應用[J]. 王景春,房思思,李曉萌,張偉. 中國工程科學. 2017(06)
[6]基于全壽命劣化分析的海底盾構(gòu)隧道管片安全保障對策研究[J]. 劉四進,何川,孫齊,封坤. 中國工程科學. 2017(06)
[7]基于二次正交試驗的隧道非概率可靠度方法研究[J]. 孫明社,郭小紅,王夢恕,王劍晨. 土木工程學報. 2017(S2)
[8]石膏圍巖隧道襯砌結(jié)構(gòu)破壞模式及時變可靠度模型[J]. 陳釩,吳順川,任松,李振元. 工程科學學報. 2017(11)
[9]基于時變可靠度的銹蝕混凝土結(jié)構(gòu)全壽命成本模型[J]. 陸春華,袁思奇. 建筑科學與工程學報. 2017(02)
[10]隧道混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命評價[J]. 丁楊,鄧文武,孟偉,陳衎. 華東交通大學學報. 2017(01)
博士論文
[1]基于非線性隨機有限元的結(jié)構(gòu)可靠度問題研究[D]. 梅剛.清華大學 2005
碩士論文
[1]鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性非概率分析方法研究[D]. 趙艷軍.石家莊鐵道大學 2017
[2]鐵路隧道復合式襯砌計算模型及結(jié)構(gòu)可靠度分析[D]. 齊鍵旭.石家莊鐵道大學 2014
[3]深埋軟弱圍巖隧道支護結(jié)構(gòu)可靠性分析[D]. 余永康.重慶大學 2010
本文編號：3251725
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/daoluqiaoliang/3251725.html
