基于強度折減法的既有隧道安全度研究.pdf

1、本文將有限元強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準，在均一地層下建立地層—荷載結(jié)構(gòu)模型，對隧道的支護力學(xué)行為、隧道基于不同埋深和不同洞型的破壞機理、既有隧道在圍巖劣化和襯砌劣化時的安全度、既有隧道在二次襯砌局部厚度不足時的安全度進行了計算分析。本文的主要結(jié)論如下:
　　(1)利用有限元差分軟件FLAC3D，基于強度折減法，通過隧道開挖后釋放荷載的控制來等效模擬隧道的支護時機效應(yīng)，計算分析了隧道的支

2、護力學(xué)行為，計算結(jié)果表明，支護時機對隧道最終的安全系數(shù)影響很小，為既有隧道安全評價的數(shù)值模擬提供計算依據(jù)。
　　(2)通過強度折減法，對不同埋深和不同洞型隧道的破壞機理進行研究，為既有隧道的破壞機理解析提供參考。
　　計算分析表明，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。對于不同洞型，矩形洞室破壞形式不受埋深影響，均從洞室項部破壞;直墻拱隧洞在淺埋時拱項首先破壞，深埋時墻腳首先破壞;圓形隧洞與馬蹄形隧洞的破壞機

3、理相似，淺埋時拱頂首先破壞，深埋時邊墻首先破壞。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，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，當劣化深度在1m～2m，3m～4m過程中安全系數(shù)減小較多;不同部位圍巖局部劣化時，仰拱處最為不利。初支全部劣化時，劣化前期安全系數(shù)降低較快;初支局部劣化時，墻腳部位劣化最為不利，邊墻和仰拱次之。二襯全部劣化時，隨著劣化程