隧道型钢钢架喷混凝土支护安全性分析

论文摘要

隧道施工中,利用支护位移的监控量测数据及时地进行支护结构的安全性评价是隧道动态设计的关键,对保证隧道结构的安全具有重要意义。在隧道监控量测参数中,支护位移由于测量方便、花费低和可信度高,在工程实践中被广泛采用。本文针对以位移为基础的隧道支护结构安全性分析方法,探讨了喷混凝土的徐变变形对隧道安全性的影响。提出了型钢钢架喷混凝土的支护结构截面失效时大偏压构件和小偏压构件的功能函数,进一步收集了隧道喷混凝土支护厚度等随机变量,叙述了喷射混凝土的徐变特性和影响徐变的因素,采用实验和理论相结合的方法研究了加载龄期对早龄期喷混凝土徐变性能的影响,推导了考虑徐变时支护变形及内力的计算公式。最后计算采用可靠度分析中的蒙特卡罗法来计算功能函数的失效概率和可靠度指标,并进行了工程实例分析。分析结果表明,无论是否考虑徐变变形,计算结果与实际情况相符,证明该方法是合理的、正确的。应力水平较高时,徐变对支护产生不利影响,计算时应予以考虑。本文的工作完善了施工期隧道喷混凝土支护安全性评价位移方法。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 研究历史及现状
• 1.2.1 "位移法"的思想及进展
• 1.2.2 混凝土徐变的国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 结构功能函数
• 2.1 结构功能函数的建立
• 2.1.1 基本假定
• 2.1.2 结构功能函数
• 2.2 随机变量的概率特征
• 2.2.1 支护位移的不确定性
• 2.2.2 支护厚度的不确定性
• 2.2.3 喷射混凝土材料性能的不确定性
• 2.3 可靠性指标计算
• 2.4 本章小结
• 第3章 喷混凝土徐变的影响
• 3.1 混凝土的徐变
• 3.1.1 徐变的机理
• 3.1.2 徐变的影响因素
• 3.2 混凝土徐变预测模型
• 3.2.1 国内外常用预测模型
• 3.2.2 徐变模型的评价
• 3.3 徐变引起的喷层应变
• 3.4 本章小结
• 第4章 喷混凝土徐变试验研究
• 4.1 徐变实验概述
• 4.1.1 原材料及配合比
• 4.1.2 试件的制作与养护
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 试验装置
• 4.2.2 实验步骤及测量方法
• 4.3 徐变测试结果
• 4.3.1 徐变试验数据的计算处理方法
• 4.3.2 各组试验结果
• 4.3.3 加载龄期对喷混凝土徐变的影响
• 4.4 加载龄期对喷射混凝土徐变计算模式修正
• 4.5 本章小结
• 第5章 工程实例分析
• 5.1 武广线马家冲隧道
• 5.1.1 隧道工程地质条件
• 5.1.2 隧道支护设计
• 5.1.3 隧道施工方法
• 5.1.4 隧道净空变形量测与安全性评价
• 5.2 武广线方田冲隧道
• 5.2.1 隧道工程地质条件
• 5.2.2 隧道支护设计
• 5.2.3 隧道施工方法
• 5.2.4 隧道净空变形量测与安全性评价
• 5.3 计算结果分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 进一步工作的展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集