盾構(gòu)隧道施工安全的若干問(wèn)題研究——可靠度分析關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文通過(guò)整合可靠度、有限元和組合數(shù)學(xué)等理論并結(jié)合數(shù)值計(jì)算技術(shù)，提出了一種可靠度分析計(jì)算的模型與方法。在將該方法成功地應(yīng)用于盾構(gòu)隧道施工實(shí)踐的過(guò)程中，不但對(duì)工程實(shí)例給出了定量分析，同時(shí)也展現(xiàn)了這種計(jì)算方法的實(shí)用性。本文的研究主要涉及到了3個(gè)方面： 一、可靠度分析關(guān)鍵技術(shù)研究該部分的主要研究工作有二： 其一是提出了一種可對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行可靠度分析的方法。該方法利用有限元計(jì)算得到計(jì)算區(qū)域內(nèi)各處的應(yīng)力和應(yīng)變，利用組合數(shù)學(xué)中的Dij

2、kstra算法確定計(jì)算區(qū)域內(nèi)的潛在最危險(xiǎn)破裂面，利用數(shù)值計(jì)算方法通過(guò)R-F變換將各個(gè)隨機(jī)變量當(dāng)量正態(tài)化，最終利用可靠度理論進(jìn)行計(jì)算分析，并編制了相應(yīng)的程序，為地下工程的安全性研究分析提供了一種新的選擇。 其二是在地層損失的數(shù)值模擬研究。筆者根據(jù)地層損失的定義，通過(guò)折減盾構(gòu)隧道襯砌的彈性模量來(lái)模擬實(shí)際盾構(gòu)施工過(guò)程中發(fā)生的地層損失，并結(jié)合工程實(shí)例給出了地層損失和襯砌彈性模量折減量之間的函數(shù)關(guān)系，為本文以后的研究工作奠定了基礎(chǔ)。

3、 二、盾構(gòu)管片破裂現(xiàn)象可靠度分析按照本文所整合的可靠度計(jì)算分析方法，本部分針對(duì)在盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中時(shí)常發(fā)生的盾構(gòu)管片破裂現(xiàn)象進(jìn)行了計(jì)算分析。得到了相應(yīng)的可靠度指標(biāo)和各隨機(jī)變量的敏感系數(shù)，并給出了各隨機(jī)變量的變異系數(shù)對(duì)可靠度指標(biāo)及各隨機(jī)變量敏感系數(shù)的影響圖。本部分所得到的結(jié)果能夠定量解釋目前工程中常見(jiàn)的管片開(kāi)裂現(xiàn)象，并通過(guò)定量分析得到結(jié)論：撐靴推力大小、撐靴偏心距離和混凝土抗拉強(qiáng)度是引起預(yù)制盾構(gòu)管片在拼裝過(guò)程中破裂的主要因素。

4、三、上下交疊隧道間土體穩(wěn)定性可靠度分析根據(jù)已有的有關(guān)地層損失資料，對(duì)其中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)分析，得出了‘不能否認(rèn)地層損失符合正態(tài)分布’這一結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，同樣按照本文所整合的可靠度計(jì)算方法，對(duì)上下交疊隧道間土體的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算分析。通過(guò)計(jì)算得到了交疊隧道間土體穩(wěn)定性的可靠度指標(biāo)和各個(gè)隨機(jī)變量的敏感系數(shù)，并給出了各隨機(jī)變量的變異系數(shù)對(duì)可靠度指標(biāo)及各隨機(jī)變量敏感系數(shù)的影響圖。研究結(jié)果對(duì)實(shí)際施工過(guò)程中所采取的部分施工措施(注漿、嚴(yán)格控