一、地下结构的经验设计及工程类比法按可靠性理论深化的可行性(论文文献综述)
张成忠[1](2021)在《渝东北巴东组围岩隧道支护可靠性研究》文中提出隧道建设作为地下空间的重要工程,其安全性问题受到了广泛关注。但目前针对支护结构可靠性的研究还较少,即对隧道工程的风险预测及有效安全评估还存在不足。对此,本文以重庆市奉节县境内柏村沟隧道开挖工程为工程研究背景,借助MIDAS/GTS和FLAC3D软件以及MATLAB软件和origin软件,研究了巴东组地质围岩下隧道施工过程中初期支护的可靠性问题,主要研究内容如下:(1)首先介绍了隧道围岩的蠕变特性,然后阐述了初期支护与围岩间的相互作用过程,最后分析了岩石的两种基本蠕变过程,即稳定蠕变(衰减蠕变)与非稳定蠕变(非衰减蠕变)。结合隧道洞周的沉降及收敛能够直观且客观地反映隧道施工过程中支护结构的力学性质及稳定性,着重考虑位移来研究隧道关于初支结构的支护可靠性问题。(2)通过利用MIDAS/GTS有限元软件来模拟计算在锚杆长度为2.0m、2.5m、3m、3.5m、4m五个工况条件下的隧道开挖。相比之下,选取的锚杆长度为3m~4m时,拱顶和侧墙位移差异很小,且考虑经济问题,即锚杆长度取3m。(3)利用有限元软件MIDAS/GTS来模拟计算在锚杆间距为0.8m、1m、1.2m、1.5m四个工况条件下的隧道开挖。对比之下,且考虑经济问题,锚杆间距为1m时的支护变形影响较小,即锚杆间距取1m。(4)通过FLAC3D进行CD法(DK718+775)模拟开挖和环形开挖留核心土法(DK718+760)模拟开挖。分析可知,采用不同施工方法时隧道断面的支护结构稳定性也各不相同。采用CD法开挖时支护结构所产生的位移变形量相对较小,据此判断采用CD法施工时更安全。(5)使用FLAC3D软件对DK718+775断面和DK718+760断面进行数值建模分析。通过FLAC3D进行编程,布设监控量测点,分析支护结构各特征点处随着掌子面的推进在不同方向的应力变化及位移情况,通过origin软件对各断面支护体的位移-时间曲线进行三次多项式拟合。根据拟合方程分别计算得出相应观测点的时效破坏概率,通过破坏概率判断隧道断面的支护可靠性。时效破坏概率的加入能够实现隧道工程风险的动态评估,全面预测隧道施工全过程中不同时间点的风险,对于地下隧道的设计优化和施工风险规避具有重大的意义。
窦林林[2](2020)在《高地应力条件下岩质边坡开挖稳定性研究》文中研究指明随着国家的基础设施建设和对矿产能源的开发,人类的工程建设规模不断扩大,人类活动在矿产能源开发时面临的困难越来越复杂。人类的活动影响对大型边坡的开挖产生巨大扰动,进而开挖边坡时产生了越来越多的重大工程事故,对国家经济以及人民群众生命财产安全产生了严重威胁。因此科研人员对岩质边坡稳定性的研究更加的重视,且得到了长足的进步,岩质边坡的开挖已经成为岩土工程学科一个重要的研究方向。高地应力边坡主要是指在边坡应力计算时,地应力大小超过一定数值,此时水平构造应力对矿区边坡稳定性的影响不断增加,而常地应力状态边坡仅受到自重应力。本文以厄瓜多尔米多拉铜矿的开挖作为研究背景,选取开挖岩质体边坡,对现场情况进行勘探调查,查阅当地的各种资料,得出米多拉铜矿矿区的地理和地质条件。在对比研究国内外岩质边坡稳定性分析方法后,选择合理的数值分析方法,运用FLAC3D数值分析软件,建立矿区岩质体边坡开挖的数学模型,对模型进行合理的网格划分,赋予模型合理的物理力学参数,选择摩尔—库仑屈服破坏准则,对边坡在高地应力和常地应力状态下的开挖进行稳定性分析,得出矿区边坡的位移,应力和安全系数,并且对开挖边坡的关键节点进行监测,而且研究了高地应力条件下泊松比对边坡开挖的影响,为该矿区的边坡开挖过程提供参考依据。本文主要得出以下成果:(1)矿区边坡两种开挖状态下模拟计算所得位移大小。当边坡开挖至第二、第三、第六和第七级时,运用数值计算时使得最大平衡率的计算不再收敛,矿区边坡面临不同程度的失稳状态,产生不同大小的位移,在进行边坡支护后,位移减小,边坡再次处于安全状态。对比两种开挖方式的位移情况,在进行矿区高边坡模拟开挖计算时,高地应力状态开挖过程更加符合其实际情况,同时满足了边坡支护过程所需要遵守的经济性与安全性。(2)矿区边坡两种开挖状态下的应力分析。矿区边坡的最大主应力和最小主应力随着边坡深度的增加而逐渐增加,并且最大主应力的数值在开挖临空面一定深度时,由拉应力转变为压应力值。另外两者的最大值位于模型的右下角处,随着开挖深度的不断增加,开挖临空面出的最大主应力和最小主应力值不断减小。对失稳状态的边坡进行支护加固措施后,主应力最值会大幅降低。(3)根据查阅资料和技术规范要求,矿区边坡的安全系数许可值为1.15。当数值模拟计算结果小于许可值时,意味着矿区边坡处于失稳状态,此时通过位移云图可以看出,此时位移过大,并且平衡率计算不再收敛。对于开挖深度较大,边坡地应力不断增加,水平构造应力影响因素不断上升的高边坡的开挖,高地应力边坡模拟计算结果分析,保证了施工安全性与经济性,减小国家财产和人民生命损失。(4)关键节点竖向位移和竖向应力的变化。在每级开挖时,选择开挖坡体顶点处为关键节点,对边坡关键节点的数据监测,可以更好的了解矿区边坡稳定性的变化过程。关键节点的位移变化更加细致将两种状态下模拟计算形成对比,通过本文选择的8个节点,高地应力状态下模拟开挖更加符合矿区边坡开挖的一般规律。(5)作为边坡稳定性计算时重要的物理力学参数之一的泊松比对高边坡开挖计算产生了重要作用,泊松比通过影响最小主应力的大小对边坡稳定性产生重要影响。
师述橙[3](2020)在《基于可靠度和数值分析的黄土边坡优化设计》文中研究表明随着“一带一路”战略的深入实施,黄土地区经济飞速发展的同时也带来了不少的挑战。我国的黄土面积居于世界之首,主要分布在西北各省。黄土因其大孔隙性、垂直节理以及湿陷性等特殊性质使得它成为世界性研究的对象。黄土地区沟壑纵横,地形地貌变化大,高陡边坡发育,稳定性差。因此,黄土边坡稳定性评价一直以来都是岩土工程界比较热门的课题。如何根据黄土边坡特点及所处环境设计出安全、经济、稳定的边坡在实际工程中尤为重要。本文以自然界常见的不同地质结构黄土边坡为研究对象,对控制边坡稳定性的单级坡高、单级坡比以及平台宽度三个要素进行分析,设计出符合地质结构条件的正交试验表并运用可靠度理论及有限元强度折减法对黄土边坡进行了优化设计研究,此方法具有一定的理论实际意义与工程实践意义,计算简单,具有一定的指导与应用价值。取得的主要研究成果如下:(1)以工程中常见的黄土边坡作为研究对象,结合影响边坡稳定性的主要因素。建立了三种不同地质结构的黄土边坡模型,以此作为黄土边坡优化设计的基础。(2)通过多套设计方案研究表明,对单一30m高马兰黄土边坡而言,直线坡随着坡高增大安全系数不断减小,且坡比设计不宜陡于1:0.6才能保证安全。当设计形式为折线时,折线节点处于坡脚以上20米时.上段坡比为1:0.6,下段坡比为1:1.2时,能够满足安全要求,且开挖量最小。当设计形式为台阶型时,单级坡比1:0.75、单级坡高10米、平台宽度6米时为边坡最优设计形式。(3)对60米高的马兰-离石黄土边坡而言,设计时考虑三种情况:1.上部马兰黄土设计为直线型,下部离石黄土设计为台阶型;2.上部马兰黄土设计为大坡比,少台阶型,下部离石黄土设计为小坡比多台阶型;3.马兰离石和黄土统一考虑,整体设计。依然采用正交试验的方法进行方案设计。最终得到:上部马兰黄土单级坡比1:0.6、设一个平台、平台宽度4米,下部离石黄土单级坡比1:1.2、坡高7.5米、平台宽度3米时,为既符合安全要求,开挖量又最小的最优方案。(4)对60米高的单一离石黄土边坡,分析研究表明,当边坡单级坡比1:1.25、单级坡高15米、平台宽度5米时,稳定性符合要求,开挖面积最小,为最合理的台阶型边坡设计形式。(5)通过对计算结果进行方差分析可知,对不同地质结构边坡而言,边坡稳定性影响因素的敏感性有所不同。其中马兰-离石黄土边坡中敏感性由高到低依次为:平台宽度>单级坡比>单级坡高;在单一离石黄土边坡中,敏感性由高到低依次:单级坡比>单级坡高>平台宽度。
张聪[4](2020)在《巴东组地质条件下下穿高速高铁隧道支护时效可靠性研究》文中进行了进一步梳理近年来,地下空间的开发与利用越来越受到国家的重视。隧道建设作为地下空间的重要工程,其安全性问题受到了广泛关注。在巴东组等复杂地质条件下,具有较强蠕变特性的隧道围岩屡见不鲜,支护体的可靠性及断面稳定性有明显的时效特性。因此,在掌子面不断推进的过程中,已完成支护段的支护结构发生破坏导致的塌方等隧道工程事故与日俱增。但目前关于隧道及地下人防工程的坍塌事故分析,也就是针对支护体时效可靠性的研究还较少,即对隧道工程的风险预测及有效安全评估还存在不足。对此,本文以重庆市奉节县境内柏村沟浅埋大跨度高速高铁隧道开挖工程为工程研究背景,选择了DK718+800、DK718+751.7及DK718+750.8典型断面进行研究。本文借助ABAQUS和MIDAS/GTS有限元分析软件,考虑复杂地质条件下围岩的蠕变作用,研究了巴东组地质条件下隧道施工过程中初期支护的时效可靠性问题,主要研究内容如下:(1)首先介绍了隧道围岩的蠕变特性,然后阐述了初期支护与围岩间的相互作用过程,最后分析了岩石的两种基本蠕变过程,即稳定蠕变(衰减蠕变)与非稳定蠕变(非衰减蠕变)。随后介绍了评价隧道工程可靠性的一般方法,因为隧道洞周的沉降及收敛能够最直观且客观地反映隧道施工过程中支护结构的力学性质及稳定性,所以本文着重考虑位移来研究隧道初期支护结构的时效可靠性,以收敛-约束原理为基础定义支护结构的时效破坏概率,同时介绍确定极限位移的方法。(2)选择柏村沟隧道DK718+750~DK718+800地段,借助MIDAS/GTS软件进行建模分析。选择CD法、台阶法及全断面法这几种施工方法,分析各个工况隧道洞周的位移变化情况,据此判断采用不同施工方法时变形最大的断面位置,即风险最大的不利断面。(3)选择柏村沟隧道DK718+800、DK718+751.7及DK718+750.8典型断面利用ABAQUS软件进行建模分析。选择拱顶、拱肩、拱腰和拱脚这几个断面关键位置,分析支护结构各特征点处随着掌子面的推进在不同方向的应力变化及变形情况,最后对各断面支护体的位移-时间曲线进行多项式拟合。根据拟合方程分别计算各观测点的时效破坏概率,由此得出不同开挖过程中隧道危险断面的时效破坏概率,进而判断隧道断面的时效可靠性及稳定性。时效破坏概率的加入能够实现隧道工程风险的动态评估,全面预测隧道施工全过程中不同时间点的风险,对于地下隧道的设计优化和施工风险规避具有重大的意义。
周均法[5](2019)在《基于围岩位移反演分析的公路隧道施工安全控制技术研究》文中认为随着国家经济的快速发展,人口的流动量越来越大,人们对交通的需求量也日益增大,而且对交通环境以及舒适度提出了更高的标准和要求。公路隧道因其具有克服地形高程障碍,改善路面线形,缩短公路里程等作用而获得了快速的发展。然而,公路隧道大多位于复杂的地质环境中,周围岩体构造复杂,在施工过程中若对隧道围岩稳定和隧道结构变形控制不当,将会带来十分严重的后果。因此,对公路隧道施工过程进行数值模拟,分析围岩受力与变形特征,并以隧道围岩位移实测数据为依托反演分析隧道围岩的物理力学参数,对于确保隧道施工的安全与围岩稳定具有重要的意义,可为隧道施工安全控制研究提供一定的参考和借鉴。本文以青岛市珠宋路抓马山隧道浅埋段施工为工程背景,运用理论分析、数值模拟与现场监测数据反演分析相结合的方法,进行了以下几个方面的研究:(1)首先结合国内外隧道施工安全控制与围岩位移反演分析的研究现状,分析了隧道围岩变形机理与围岩稳定性分析方法,从隧道岩体状态、隧道埋深及隧道施工方法三个方面,对隧道围岩稳定性的主要影响因素进行了探讨,为进行围岩施工安全控制分析打下理论基础。(2)运用MIDAS GTS NX有限元软件对青岛市珠宋路抓马山隧道浅埋段建立了三维数值仿真分析模型,建模过程中,假定岩体为弹塑性材料,并符合摩尔-库仑准则,考虑不同岩层间岩体材料力学参数的差异性。并将数值模拟结果与现场监测数据对比,验证了模型分析的可靠性。(3)运用所建立的有限元模型对青岛市珠宋路抓马山隧道浅埋段进行仿真模拟分析。结果表明:隧道开挖打破了岩体的原始应力,应力沿着开挖面重新分布并达到新的平衡。在钢支撑与围岩相交处出现应力集中,最大竖向压应力为2.87MPa,最大竖向拉应力为0.62MPa;最大水平压应力为1.57MPa,最大水平拉应力为0.32MPa。利用CRD法开挖隧道左侧导洞,分析发现左侧导洞拱顶沉降主要是由于左上导洞开挖引起,其沉降位移占左侧沉降位移的90%以上,受左侧导洞影响。开挖右侧导洞时拱顶沉降位移叠加了左侧开挖时的沉降位移,右侧沉降值较大;开挖隧道围岩由于土体卸荷作用,周围岩体对隧道产生挤压,隧道开挖初期围岩水平净空收敛值突然增大,施作支护结构可以有效地限制围岩收敛变形;中间钢支撑在与未支护围岩处出现应力集中现象,向X正、负向应力最大值分别为21.4MPa和4.2MPa,该处钢支撑不仅需要抵抗围岩向隧道内收敛产生的外力,还需要抵抗开挖未支护部分岩体横向变形产生的应力。(4)利用数学回归分析的方法对青岛抓马山隧道ZK5+425断面水平收敛位移和拱顶沉降位移的实测数据进行拟合分析,选取与实测位移曲线相关系数最高的指数函数对围岩的拱顶沉降与水平净空收敛最终变形量进行预测。并利用MIDAS GTS NX有限元软件根据预测的变形量对隧道围岩的参数进行反演分析,得到符合该施工段的围岩物理参数,弹性模量E=1.292 GPa、泊松比μ=0.374,并利用同一施工段ZK5+365、ZK5+475、ZK5+505三个不同断面的实测数据进行了对比分析,证明了反演围岩参数的正确性。(5)根据模拟和反演分析的结果,针对抓马山隧道施工过程围岩变形和地表变形较大的问题,提出了在隧道施工过程中应该使用超前导管注浆加固和管棚注浆支护技术控制掌子面的先行变形;利用地表旋喷桩加固和地表垂直锚杆补强手段控制地表沉降变形。
袁腾方[6](2018)在《岩溶区高速公路路基强夯处治技术及其稳定性分析》文中研究表明随着西部交通建设的快速发展,高速公路将不可避免地穿越大量岩溶地区,如湖南省炎汝、汝郴、郴宁、宁道、桂武、娄新等高速公路以及广西、贵州两省份的大部分高速公路均存在大量岩溶路基。此时,如何合理、有效的处治岩溶路基并评价其稳定性成为工程建设中亟待解决的关键问题。因此,有必要在综合分析现有岩溶路基处治技术基础上提出更有效、更经济的处治方法,并对其稳定性进行评价。为此,本文以湖南省桂阳至临武(桂武)高速公路为工程依托,综合运用理论分析、数值模拟与现场试验等手段开展岩溶区高速公路路基强夯处治技术研究,提出岩溶区高速公路路基强夯处治设计原则与设计参数及其稳定性评价方法,以期为今后类似工程提供借鉴。本文的主要研究内容如下:(1)通过岩溶形成与发育条件、岩溶形态及其特征、岩溶路基病害以及岩溶路基稳定性问题等方面的内容,对岩溶路基病害进行综合分析,采用六种常规方法与规范方法对高速公路岩溶路基塌陷可能性进行分析;进而以此为基础提出岩溶路基强夯处治技术,并在明确岩溶路基强夯处治目的基础上提出岩溶路基强夯处治的有效加固深度与影响深度、夯击能、间距与遍数、加固范围及间隔时间等设计参数的建议取值。(2)针对依托工程设计并完成了岩溶区高速公路路基强夯处治现场试验研究,根据现有地基强夯处治方法确定了岩溶区高速公路路基强夯的试验目的与内容,即在对强夯点进行详细地质勘查与静力触探基础上,测试距强夯点不同水平距离处的地表振动加速度与水平动土压力、不同深度处的竖向动土压力以及强夯点地表沉降量,确定了强夯试验能量选择标准、仪器埋设方法与注意事项等。通过现场强夯试验结果对比分析分别获得了地表振动加速度、动应力与夯击数、水平距离的变化规律,验证本文所提出岩溶路基强夯处治设计参数的合理性。(3)考虑路基荷载与路面荷载对岩溶顶板的作用效应,提出岩溶路基稳定性分析受力分析模型,并在探讨路面车辆荷载与岩溶顶板荷载计算方法基础上,采用结构力学分析方法建立出考虑溶洞空间形态的岩溶顶板稳定性分析方法,即分别建立了岩溶顶板固支梁、抛物线拱、圆拱、双向板或壳体分析模型,并获得了由抗拉强度决定的各模型岩溶顶板最小安全厚度计算方法;通过典型工程案例探讨了岩溶顶板破坏模式与溶洞形态、几何平面尺寸、矢高及顶板围岩强度的相互影响规律,确定了岩溶顶板稳定性评价应重点探明溶洞空间形态及其矢高。(4)针对岩溶区双孔圆形土洞的地基稳定性,综合利用柯西积分法、Schwarz交替法与迭代求解方法建立出双孔土洞土层中任意一点应力值的求解方法,并基于应力坐标转换与Mohr-Coulomb强度准则构建出土洞稳定性评判方法,通过计算结果与精确解析解及ABAQUS数值模拟结果的对比分析,验证了本文所建立方法的计算精度;探讨了土体侧压力系数、土洞半径比以及土洞相对位置等因素对双孔土洞稳定性的影响规律,获得了土洞稳定系数随各影响因素的变化规律。(5)采用强度折减法与数值方法分析高速公路下伏溶洞在施工荷载与强夯荷载作用下的顶板稳定性;通过探讨不同跨度、高度、埋深及顶板厚度等工况下的岩溶顶板变形量、大小主应力与安全系数的变化规律,获得了不同工况下岩溶顶板安全稳定性判断标准,并明确溶洞埋深在20m以上或顶板岩层厚度超过3m时可不予处理;通过不同工况岩溶路基强夯处治数值模拟结果的对比分析获得了(200×20)kN·m的单击能强夯时岩溶顶板塌陷对应的各种可能工况,验证了所确定的高速公路岩溶路基强夯处治设计参数的合理性。(6)为了研究各种不确定因素会对岩溶区域的路基稳定性分析产生何种作用,提出了高速公路岩溶路基稳定性风险分析方法,同时采用模糊能度可靠性分析方法计算岩溶路基失稳概率,并建立岩溶路基风险损失确定方法;采用模糊能度可靠性分析方法确定岩溶路基失稳概率能充分考虑参数取值不确定性对分析结果的影响,并考虑抗弯与抗剪的共同作用;基于风险分析理论建立出岩溶路基风险损失确定方法以及稳定性风险分析方法。(7)将强夯处治技术应用于桂武高速公路岩溶路基处治,在综合分析桂武高速公路工程地质情况基础上提出了桂武高速公路岩溶区路基处治基本原则与具体的处治方案,通过综合优化分析在溶洞注浆的原设计方案基础上提出了基于强夯+开挖回填+盖板跨越等的岩溶路基综合处治方案;结合六标岩溶路基工程地质情况提出了具体的强夯处治技术设计方案与盖板跨越设计方案。
陈钒[7](2019)在《石膏质岩隧道二次衬砌结构时变可靠度研究》文中进行了进一步梳理石膏质岩分布广泛,是岩土工程中经常遇到的一类特殊岩体,具有典型的膨胀性和腐蚀性。在隧道全寿命周期内,膨胀会不断增大隧道衬砌结构外部荷载;而腐蚀则持续导致隧道衬砌结构自身强度劣化。在内外不利因素的影响下,隧道衬砌结构的可靠性将逐步降低,增大隧道维护难度,并带来潜在的安全隐患。因此,对石膏质岩隧道二次衬砌结构的时变可靠度进行研究具有重要理论意义和工程实用价值。论文以梁忠高速礼让隧道为工程背景,考虑隧道二次衬砌结构外部荷载和自身抗力的时间效应,建立结构时变可靠度基本理论;研究石膏质岩隧道二次衬砌结构破坏模式,建立相对应的时变可靠度模型;基于连续介质模型,提出隧道全过程动态模拟方法;优化初期支护参数并研究抗膨胀衬砌结构;最后对礼让隧道全生命周期的可靠度进行了计算,并分析了影响参数的敏感性。论文的主要研究内容及创新成果如下:(1)进行了石膏质岩膨胀特性试验,建立了石膏质岩含时间效应的本构模型。(2)基于常规可靠度基本理论,引入时间变量,建立了隧道二次衬砌结构的时变可靠度基本理论。针对石膏质岩隧道二次衬砌结构的可能破坏形式,提出膨胀破坏、腐蚀破坏和综合破坏三种破坏模式。并采用塑性区体积比作为隧道二次衬砌结构的失效判断指标,分别建立了石膏质岩隧道二次衬砌结构三种破坏模式的时变可靠度模型。(3)应用损伤力学,基于损伤等效性原理,建立了二次衬砌结构腐蚀强度参数劣化和完全腐蚀深度的等效模型。在时变可靠度模型中,采用完全腐蚀深度替代腐蚀强度参数劣化,实现了计算难度的简化。(4)考虑隧道二次衬砌结构在浇注、振捣成型的过程中,由于重力作用以及振捣的非均匀性导致的结构参数在不同位置上的较大差异性,将二次衬砌结构分为拱顶、拱肩和拱底三部分,建立了二次衬砌结构强度参数分布模型。(5)提出了在连续介质的地层结构法中,采用包括时间效应的本构模型,利用有限元方法进行数值求解,进而实现隧道全过程动态模拟的方法;给出了计算的基本流程及应用实测数据反馈调整围岩和二次衬砌结构力学参数的方法。该动态模拟方法可以模拟新奥法施工隧道建设全过程,反映初期支护与围岩共同受力继而与二衬共同承担围岩应力的复合衬砌特点,获得隧道各阶段任意时间点的应力与位移场,并能通过判断围岩是否收敛,进行初期支护参数的调整与优化。(6)对礼让隧道初期支护参数进行了优化,提出的优化方案为:预留变形量31cm、二衬施作最优时机为开挖完成后36天、锚杆长度5.5m。采用初期支护优化方案后,施工期隧道围岩及初期支护结构的受力及变形在安全范围内。(7)提出了石膏质围岩隧道的抗膨胀衬砌结构体系,包含初衬、EPS缓冲层和二次衬砌结构;给出了以衬砌结构特征点安全系数为基础的EPS缓冲层优化方法;分析了抗膨胀结构的效能,通过现场试验验证了该结构满足隧道的抗膨胀要求;选用40cm EPS缓冲层,为礼让隧道抗膨胀衬砌结构最优方案。(8)采用隧道全过程动态模拟方法、二次衬砌结构综合时变可靠度模型和ANSYS的PDS模块,对优化初期支护和采用抗膨胀衬砌结构后礼让隧道的二次衬砌结构时变可靠度进行计算,并分析其参数灵敏度。结果表明:二次衬砌结构的时变失效概率符合工程结构“浴盆曲线”基本特征;二次衬砌结构弹性模量和厚度对其可靠度影响显着。服役初期,礼让隧道石膏质岩段整体可靠度指标高于4.20;投入使用30年时,其可靠度指标降为4.10;100年时,可靠度指标降为2.39。
周磊[8](2016)在《石鸡水电站引水发电隧洞围岩稳定性分析与评价》文中进行了进一步梳理水电站引水隧洞的稳定性一直是一个复杂的非线性力学问题,被理论界和工程界所关注。地下引水隧洞埋深变化大布置密集、穿越地层复杂多变,软弱结构面,如褶皱、断层、节理、层理、裂隙等,使地下洞室的设计和施工的过程变得复杂性和多样性,且工程类比少,无规范可循。这些不良地质现象变形破坏形式多样,变形破坏机理复杂,成为制约工程勘察、设计、施工的重大工程地质问题或者重大工程问题。但是,目前人们对于地下引水隧洞的研究还不够深入,尤其是对洞室的稳定性分析、稳定性影响因素的影响规律、洞室结构优化设计等缺乏系统分析,因此深入地分析引水隧洞的失稳特性及支护优化设计对于实际工程的稳定分析、整治具有重要意义。本文主要研究工作包括3个方面:(1)对石鸡水电站引水隧洞的围岩失稳判据进行了研究总结,得出目前主要的失稳判据主要有4种:围岩强度判据、围岩极限应变判据、围岩向洞内收敛位移判据、基于突变理论的判据,对每一种失稳判据的发生条件、范围等进行了探讨。(2)针对工程,密切结合工程拟定的施工进度和开挖方案,分析隧洞围岩稳定性,得出开挖过程中围岩的应力场、变形场和破坏区的变化特征。(3)结合石鸡水电站引水隧洞工程实例,对隧洞可能的支护结构优化方式进行了分析,在此基础上,根据工程实际推荐了合理的支护参数、支护时机、支护结构配筋计算。
粟威[9](2016)在《高速铁路隧道复合式衬砌结构可靠性分析》文中研究说明隧道工程中存在着诸多的不确定因素,基于可靠度理论的隧道结构设计是应对这一问题的有效方法。传统的隧道可靠度计算方法将围岩参数视作随机变量,忽略其空间变异性,计算结果可能与实际存在一定的偏差。鉴于此,本文首先对高速铁路隧道初期支护结构内力概率特征进行了分析;进一步考虑围岩参数空间变异性的影响,进行了高速铁路隧道二次衬砌结构可靠指标和分项系数的研究。主要工作及研究结论如下:(1)从概率分析的角度出发,建立了一种基于收敛约束法和蒙特卡洛法的结构内力计算方法,系统性地分析了相关物理力学参量不确定性对结构内力的影响规律。针对以围岩变形限值为判别准则的功能函数,从统计的角度提出了不同围岩级别下隧道变形的建议控制值,结合具体工程进行初期支护可靠性算例分析,证明了该限值的合理性和有效性,且对于实际工程的稳定性和可靠性分析具有一定的借鉴和指导意义。(2)基于荷载-结构模型,考虑了围岩参数的空间变异性,编制了蒙特卡洛随机有限元计算程序,对比分析了考虑围岩参数空间自相关性模型和随机变量模型在模拟过程和输出结果两方面的差异,并分析了围岩参数相关距离对隧道结构可靠指标的影响。(3)进行了高速铁路隧道二次衬砌结构可靠指标检算和分项系数确定的工作,研究了不同时速、不同围岩级别和类型下隧道可靠指标的分布规律。检算结果表明,钢筋混凝土衬砌结构可靠指标总体小于素混凝土结构,计算结果与相关规范对比分析验证了本文所提出的模型的合理性。按照结构不同的破坏类型进行分项系数研究,提出了高速铁路隧道衬砌结构的抗力综合分项系数和作用效应综合分项系数参考值。
陈为公[10](2016)在《堆积层滑坡水动力与位移耦合评价参数及预测方法研究 ——以三峡库区典型堆积层滑坡为例》文中提出滑坡的稳定性评价与预测是滑坡防治的核心内容和前提条件,也是滑坡研究领域的热点和难点问题。自斋藤模型提出以来,众多学者对滑坡的稳定性评价与预测研究取得了丰硕的成果和长足的进步,然而从现有的滑坡预测方法和模型看,应该承认不论是基于经验统计的方法,还是基于极限平衡的力学分析方法,都存在相应的不足和限制。堆积层滑坡作为一种复杂的非线性系统,其变形演化规律复杂,传统的滑坡评价及预测方法对其稳定性都很难达到有效地预测与防治的目的,急需提出和建立一种更适合当前认识水平和应用实践的滑坡稳定性评价与预测方法,以满足滑坡预防与整治的需要。针对上述问题,论文在分析堆积层滑坡基本特征及其稳定性评价与预测方法的基础上,从滑坡的复杂性和系统性入手,以水作为堆积层滑坡的变形破坏动力因素,提出了基于动力与位移耦合的卸加载响应比(Unload–Load Response Ratio,ULRR)滑坡稳定性评价参数与预测方法。在对卸加载响应比的内涵及其用于滑坡稳定性评价与预测的可行性系统分析基础上,提出了基于水动力变化的卸加载响应比模型。通过数值模拟分析库水、降雨和地下水对滑坡的卸加载效应,建立相应的卸加载响应比数值分析模型,确定了滑坡在不同阶段相应的卸加载响应比和稳定性系数,发现卸加载响应比与滑坡稳定性系数二者的变化趋势基本一致,说明卸加载响应比同稳定性系数一样,可以有效反映滑坡的稳定状态。并以此为基础,运用损伤力学的基本原理,建立了卸加载响应比与边坡安全系数的定量化关系,结合相关工勘设计规范,确立了基于卸加载响应比的稳定性划分标准,提出卸加载响应比是一种基于损伤力学和可靠度的新的边坡稳定性系数。并通过新滩滑坡稳定性演化规律的分析,发现运用实际监测数据计算所得的卸加载响应比与该滑坡实际稳定性状况相吻合,表明卸加载响应比在水诱发滑坡稳定性的评价和预测中具有一定的有效性与可行性。本论文取得成果和结论如下:(1)对堆积层滑坡形成的地质条件、基本物质组成、动力学变形机制及变形特征等方面进行了系统研究,认为堆积层滑坡常发育于濒水斜坡或前缘较开阔的山坡,其坡体由次生残积物、崩积物、坡积物以及冲洪积与崩坡积物混杂堆积而成。其坡体的特殊物质构成和结构决定了该类滑坡总体位移变形应该是整体滑移变形、塑性变形、压缩变形和蠕变位移变形等各种变形的综合反映,而且水将成为其变形与失滑的主要动因。(2)论证并确定了复杂性理论对滑坡稳定性评价与预测的方法论启示。滑坡具有复杂性,滑坡的复杂性问题需要复杂性理论来解决。以系统论、控制论和信息论为代表的“老三论”和以耗散结构理论、协同学和突变理论等为代表的“新三论”为滑坡的稳定性评价与预测方法的探寻提供了崭新的方法论启示。基于复杂性理论基本原理,将系统论与非线性动力学理论有机整合在一起,用以分析滑坡这种复杂性开放系统的性质和演化运动的机制与规律,进而探索滑坡稳定性的评价与预测方法。(3)提出了适合堆积层滑坡稳定性的卸加载响应比预测参数与评价方法。从黑箱方法入手,应用突变理论和耗散结构理论分析滑坡在与外界环境进行物质和能量交换过程中结构变化过程,通过将耗散结构理论与损伤力学方法相结合的研究方法,从能量耗散过程中耗散能和本构能的关系角度定义损伤变量,并将这种损伤变量转换为应力应变变化值对比关系表示的方式,用以描述和表达滑坡坡体的损伤程度与卸加载响应比,在滑坡稳定性评价与预测中具有科学性、合理性和可用性。(4)阐述了卸加载响应比的内涵,论述了水对堆积层滑坡的动力作用,建立了基于水动力(降雨、库水、地下水)的各类卸加载响应比评价模型,提出用于分析堆积层滑坡失稳的初步判据:当y′<y¢-s且y′→0时,边坡将会失稳。并通过实例验证卸加载响应比用于滑坡稳定性评价具有准确性和可行性。(5)提出了基于k/v比值的库岸涉水滑坡分类方法。采用影响渗流场变化的两个最为关键而又相互对立统一的要素:坡体渗透系数k和库水升降速率v,将库岸涉水滑坡分为k/v>1和k/v<1两个大类,这是一种随水环境条件变化而变化的动态分类方法,以满足和适应基于力学机理进行滑坡稳定性评价与预测的需要。(6)通过数值模拟,分析了库水、降雨、地下水变化对堆积层滑坡的卸加载效应,并计算了各自相应的卸加载响应比和滑坡的稳定性系数,结果表明卸加载响应比与稳定性系数时序变化趋势与规律基本一致,即卸加载响应比值降低时,边坡的稳定性系数也处于减小状态,而卸加载响应比值升高时,边坡的稳定性系数同样增大。表明卸加载响应比能够较好地反映边坡的稳定性变化状态,进一步验证了用其进行边坡稳定性的评价与预测是有效和可行的。(7)建立了卸加载响应比与安全系数的定量关系。基于损伤力学的视角,认为滑坡的孕育过程就是滑坡岩土体的损伤演化过程,并推导出了卸加载响应比与损伤变量之间的函数关系:-=dy¢1,表明卸加载响应比能够在宏观上定量地体现滑坡坡体的损伤演化过程。损伤变量d描述的是坡体损伤的程度,而卸加载响应比y¢体现的是坡体剩余的稳定强度。通过定义滑坡稳定性系数为极限损伤与当前损伤之比,建立了卸加载响应比与稳定性系数的定量关系:Y’=1-1/F 。(8)结合滑坡防治的工程勘察和设计规范以及相关的研究文献,提出了基于卸加载响应比的滑坡稳定状态划分标准,用以对滑坡的稳定性进行评价与预测。当Y′=0时,滑坡失稳;当0<Y′<0.05时,滑坡欠稳定或临界稳定;当0.05≤Y′<0.13时,滑坡基本稳定或暂时稳定;当Y′≥0.13时,滑坡处于稳定状态。因此,卸加载响应比不仅可以作为滑坡失稳的判据,而且还能对滑坡稳定状态进行定量化准确评价。通过对新滩滑坡卸加载响应比的计算,发现所得数值及其对应的滑坡稳定状态与滑坡实际变化情况三者相吻合,说明卸加载响应比在滑坡防治工程的优化设计中同样具有一定的理论意义和实际应用价值。研究表明,卸加载响应比作为一种位移动力学方法,既考虑了滑坡系统的外部特征变化—卸加载响应(位移、位移速率、位移加速度等),又考虑了导致这些响应的卸加载动力因素(降雨量、库水、地下水变化),从因果关系和系统输入-输出角度,体现着滑坡的变形机理和变形过程。不仅可以作为滑坡失稳的判据对滑坡进行预测预报,而且还可以定量评价滑坡的稳定状态,在实际应用中方便可行,为滑坡的稳定性评价与预测开辟了一条新的思路和方法。
二、地下结构的经验设计及工程类比法按可靠性理论深化的可行性(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地下结构的经验设计及工程类比法按可靠性理论深化的可行性(论文提纲范文)
(1)渝东北巴东组围岩隧道支护可靠性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 围岩蠕变特性研究现状 |
1.2.2 围岩隧道可靠性理论研究现状 |
1.3 目前存在的问题 |
1.4 研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 隧道支护体可靠性研究 |
2.1 巴东组围岩的特性 |
2.2 可靠性的传统研究方法 |
2.2.1 结构设计中的基本随机变量 |
2.2.2 结构可靠性与可靠度 |
2.2.3 结构可靠指标 |
2.2.4 传统的理论分析所存在的问题 |
2.3 结构可靠度基本分析方法 |
2.4 隧道的支护体失效概率 |
2.4.1 隧道支护体的极限位移 |
2.4.2 隧道支护体失效概率计算 |
2.5 本章小结 |
第三章 隧道现场监测与支护工况分析 |
3.1 隧道工程概况 |
3.1.1 自然地理条件 |
3.1.2 工程地质条件 |
3.1.3 不良地质现象 |
3.2 隧道支护体随开挖位移变化规律 |
3.2.1 隧道支护体随开挖竖向位移变化规律 |
3.2.2 隧道支护体随开挖水平位移变化规律 |
3.2.3 隧道支护体随开挖位移速率变化规律 |
3.3 强度等效计算 |
3.3.1 管棚强度的等效计算 |
3.3.2 混凝土与钢拱架强度的等效计算 |
3.3.3 假定隧道模型 |
3.3.4 假定模型的尺寸 |
3.4 锚杆影响分析 |
3.5 锚杆长度的影响分析 |
3.5.1 锚杆长度的比选 |
3.6 锚杆间距的影响分析 |
3.6.1 锚杆间距的比选 |
3.7 本章小结 |
第四章 数值计算模拟分析 |
4.1 FLAC~(3D)软件的相关原理 |
4.1.1 FLAC~(3D)软件介绍 |
4.1.2 FLAC~(3D)基本原理 |
4.1.3 FLAC~(3D)的求解过程 |
4.2 隧道采用CD法开挖模型分析 |
4.2.1 隧道施工过程的数值模拟流程 |
4.2.2 锚杆的位移与应力分析 |
4.2.3 初支的位移与应力分析 |
4.2.4 布设监控量测点位移分析 |
4.3 隧道采用环形开挖留核心土法开挖模型分析 |
4.3.1 隧道施工过程的数值模拟流程 |
4.3.2 锚杆的位移与应力分析 |
4.3.3 初支的位移与应力分析 |
4.3.4 布设监控量测点位移分析 |
4.4 模拟结果与实测结果对比分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 隧道支护结构可靠性计算 |
5.1 概述 |
5.2 CD法开挖支护结构的位移变化规律 |
5.2.1 支护体水平位移分析 |
5.2.2 支护体竖向位移分析 |
5.3 CD法开挖支护结构的应力变化规律 |
5.3.1 支护体水平应力分析 |
5.3.2 支护体竖向应力分析 |
5.4 环形开挖留核心土开挖支护结构的位移变化规律 |
5.4.1 支护体水平位移分析 |
5.4.2 支护体竖向位移分析 |
5.5 环形开挖留核心土开挖支护结构应力变化规律 |
5.5.1 支护体水平应力分析 |
5.5.2 支护体竖向应力分析 |
5.6 支护结构破坏概率的计算 |
5.6.1 支护体极限位移的确定 |
5.6.2 支护体位移-时间曲线的拟合 |
5.6.3 破坏概率计算 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 本文主要结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
在攻读学位期间发表的论文及取得的成果 |
(2)高地应力条件下岩质边坡开挖稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高地应力边坡稳定性 |
1.2.2 稳定性分析方法 |
1.2.3 边坡治理措施 |
1.3 研究内容及技术路线 |
2 矿区工程概况 |
2.1 矿区基本概况 |
2.1.1 地理交通条件 |
2.1.2 气象水文条件 |
2.2 矿区地质条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 地质构造 |
2.2.3 地层岩性 |
2.2.4 矿区水文地质条件 |
2.2.5 地震条件 |
2.3 矿区现状 |
2.4 本章小结 |
3 岩质边坡的稳定性分析研究 |
3.1 FLAC3D软件介绍 |
3.2 摩尔-库伦理论介绍 |
3.3 强度折减法介绍 |
3.4 高地应力边坡介绍 |
3.5 边坡支护加固介绍 |
3.5.1 锚杆支护措施概述 |
3.5.2 锚杆工作时卸荷理论 |
3.6 计算模型及参数 |
3.6.1 边坡模型建立与参数选取 |
3.6.2 边坡支护模型与参数选取 |
3.7 本章小结 |
4 矿区边坡开挖模拟分析 |
4.1 高地应力与常应力模拟结果对比 |
4.1.1 位移分析 |
4.1.2 应力分析 |
4.1.3 安全系数分析 |
4.2 关键节点位移与应力监测 |
4.3 泊松比对高地应力边坡稳定性的影响 |
4.4 本章小结 |
5 结论和展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
致谢 |
(3)基于可靠度和数值分析的黄土边坡优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义及背景 |
1.2 黄土边坡稳定性及设计研究现状 |
1.2.1 黄土边坡稳定性分析研究现状 |
1.2.2 黄土边坡设计研究现状 |
1.3 研究内容及研究路线 |
第二章 边坡可靠度分析方法 |
2.1 可靠度理论基础 |
2.1.1 极限状态方程与状态函数 |
2.1.2 可靠指标与失效概率 |
2.2 蒙特卡罗分析方法 |
2.3 有限元法确定边坡可靠指标的原理与方法 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于正交试验法的方案设计 |
3.1 边坡地质结构模型及参数 |
3.1.1 边坡地质结构模型的确定 |
3.1.2 计算参数的确定 |
3.2 正交试验设计 |
3.2.1 试验指标 |
3.2.2 设计因素及水平 |
3.2.3 方案设计与正交表构建 |
3.3 计算分析试验结果 |
3.3.1 直观分析法 |
3.3.2 方差分析法 |
3.4 本章小结 |
第四章 不同地质模型黄土边坡优化设计 |
4.1 单一马兰黄土边坡优化设计 |
4.1.1 直线型边坡形式 |
4.1.2 折线边坡形式 |
4.1.3 台阶型边坡形式 |
4.2 马兰-离石黄土边坡优化设计 |
4.2.1 “直线+台阶”型边坡设计 |
4.2.2 台阶型边坡设计 |
4.2.3 马兰-离石黄土边坡综合设计 |
4.3 单一离石黄土边坡优化设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(4)巴东组地质条件下下穿高速高铁隧道支护时效可靠性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 问题的提出、研究目的及意义 |
1.1.1 问题的提出 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 隧道围岩蠕变特性研究现状 |
1.2.2 隧道工程可靠性理论研究现状 |
1.3 研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 隧道支护体时效可靠性研究 |
2.1 隧道围岩的蠕变特性 |
2.2 传统的隧道工程可靠性研究方法 |
2.2.1 结构设计中的基本随机变量 |
2.2.2 结构极限状态与功能函数 |
2.2.3 结构可靠度与失效概率 |
2.2.4 结构可靠指标 |
2.2.5 基于荷载-结构模型的可靠性研究 |
2.3 传统的理论分析存在的问题 |
2.4 基于收敛-约束模型的时效可靠性研究 |
2.4.1 收敛-约束原理 |
2.4.2 隧道支护体的极限位移 |
2.4.3 隧道支护体时效可靠性计算 |
2.5 本章小结 |
第三章 支护体时效可靠性数值建模 |
3.1 隧道工程概况 |
3.1.1 地形地貌 |
3.1.2 地层岩性 |
3.1.3 不良地质 |
3.2 不同工况计算模型的建立 |
3.2.1 模拟方案 |
3.2.2 分析工况 |
3.2.3 管棚、隧道支护的强度等效换算 |
3.2.4 隧道模型基本假定 |
3.2.5 隧道模型尺寸 |
3.2.6 围岩位移分析 |
3.3 支护体时效可靠性计算模型的建立 |
3.3.1 单元的选取 |
3.3.2 CREEP子程序开发流程 |
3.3.3 接触的建立及软化模量法 |
3.3.4 模型断面的选取 |
3.3.5 断面模型的建立 |
3.4 本章小结 |
第四章 数值计算结果及分析 |
4.1 概述 |
4.2 围岩蠕变作用下支护结构的应力变化 |
4.2.1 支护体的竖向应力分析 |
4.2.2 支护体的水平应力分析 |
4.3 围岩蠕变作用下支护结构的位移变化 |
4.3.1 支护体的竖向位移分析 |
4.3.2 支护体的水平位移分析 |
4.4 围岩蠕变作用下支护结构破坏概率的变化 |
4.4.1 支护体极限位移的确定 |
4.4.2 支护体位移-时间曲线的拟合 |
4.4.3 支护体的时效破坏概率计算 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 本文主要结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(5)基于围岩位移反演分析的公路隧道施工安全控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 隧道施工安全控制国内外研究现状 |
1.2.2 隧道施工围岩位移反演分析国内外研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 隧道施工围岩变形及安全控制相关理论 |
2.1 隧道围岩的变形特性 |
2.2 隧道围岩变形的主要影响因素分析 |
2.2.1 隧道岩体状态的影响 |
2.2.2 隧道埋深的影响 |
2.2.3 隧道施工方法的影响 |
2.3 施工过程中隧道围岩的力学分析 |
2.3.1 隧道围岩的力学特性 |
2.3.2 隧道围岩的力学模型 |
2.4 隧道围岩稳定性分析方法 |
2.4.1 理论解析法 |
2.4.2 数值模拟法 |
2.4.3 工程类比法 |
2.5 隧道施工安全控制理论 |
2.5.1 隧道施工地质超前预报 |
2.5.2 隧道施工监控量测 |
2.6 本章小结 |
第3章 公路隧道施工开挖过程数值仿真分析 |
3.1 青岛抓马山隧道工程简介 |
3.1.1 工程概况 |
3.1.2 工程地质条件 |
3.1.3 水文地质条件 |
3.1.4 施工开挖方案 |
3.2 隧道施工开挖过程数值仿真模型的建立 |
3.2.1 有限元Midas GTS NX介绍 |
3.2.2 模型基本假定 |
3.2.3 模型参数的选取 |
3.2.4 模型的建立及网格的划分 |
3.2.5 隧道施工开挖数值仿真模拟 |
3.3 隧道施工开挖的数值模拟结果及分析 |
3.3.1 初始地应力平衡 |
3.3.2 隧道开挖围岩应力场分析 |
3.3.3 隧道开挖拱顶沉降及地表变形分析 |
3.3.4 隧道开挖洞周收敛变形分析 |
3.3.5 隧道内支撑受力分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 隧道施工反演分析方法及安全控制措施 |
4.1 隧道现场施工监测及数据回归分析 |
4.1.1 隧洞的监控量测方案 |
4.1.2 回归方程的确定 |
4.1.3 监控结果分析与应用 |
4.2 隧道围岩变形参数的反演分析 |
4.2.1 隧道围岩变形反演分析介质模型 |
4.2.2 隧道围岩反演参数的确定 |
4.2.3 位移反演分析方法 |
4.2.4 位移反演计算结果与分析 |
4.2.5 位移反演结果的适用性验证 |
4.3 隧道围岩施工安全控制措施 |
4.3.1 控制掌子面先行变形的措施 |
4.3.2 控制地表下沉的的措施 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 本文主要结论 |
5.2 本文研究不足及展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(6)岩溶区高速公路路基强夯处治技术及其稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 岩溶区路基稳定性分析方法 |
1.2.1 定性分析方法 |
1.2.2 半定量分析方法 |
1.2.3 定量分析方法 |
1.3 岩溶路基处治方法 |
1.4 强夯法加固地基的发展历史 |
1.5 强夯法加固技术研究现状及发展趋势 |
1.6 强夯处治技术在岩溶区路基处治中的应用 |
1.7 岩溶路基质量控制方法 |
1.8 本文研究内容 |
第2章 岩溶区高速公路路基处治技术研究 |
2.1 岩溶路基病害分析 |
2.1.1 岩溶的形成及发育条件 |
2.1.2 常见岩溶形态及其特征 |
2.1.3 岩溶区路基病害分析 |
2.1.4 岩溶路基稳定性问题 |
2.2 高速公路岩溶路基塌陷分析 |
2.2.1 常规方法 |
2.2.2 规范方法 |
2.3 岩溶路基强夯处治技术 |
2.3.1 溶洞路基强夯处治目的 |
2.3.2 强夯设计参数 |
2.3.3 强夯处治施工流程 |
2.4 本章小结 |
第3章 岩溶区高速公路路基强夯试验研究 |
3.1 强夯试验目的 |
3.2 强夯试验内容 |
3.2.1 试验前夯点地质勘查与静力触探 |
3.2.2 表层振动加速度测试 |
3.2.3 地基竖向动土压力分布测试 |
3.2.4 水平向动土压力分布测试 |
3.2.5 强夯能量选择标准 |
3.2.6 强夯仪器埋设及注意事项 |
3.2.7 强夯试验具体步骤 |
3.3 强夯测试数据及分析 |
3.3.1 试验测试数据 |
3.3.2 试验数据整理及分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 高速公路路基岩溶顶板稳定性分析方法 |
4.1 概述 |
4.2 路基作用效应分析 |
4.2.1 作用类型 |
4.2.2 影响因素 |
4.2.3 路堤地基受力分析 |
4.2.4 岩溶路基分析模型 |
4.2.5 路基车辆荷载 |
4.2.6 溶洞顶板荷载计算 |
4.3 岩溶顶板单洞稳定性分析方法 |
4.3.1 固支梁模型 |
4.3.2 抛物线拱模型 |
4.3.3 圆拱模型 |
4.3.4 双向板或壳体模型 |
4.3.5 岩溶顶板破坏模式与影响因素分析 |
4.3.6 路基岩溶顶板稳定性分析过程 |
4.4 岩溶顶板双洞稳定性分析方法 |
4.4.1 计算模型及基本假定 |
4.4.2 Schwarz交替法求解双孔土洞应力 |
4.4.3 双孔土洞稳定性分析 |
4.4.4 结果验证 |
4.4.5 参数分析 |
4.5 工程实例分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 岩溶区高速公路路基强夯塌陷数值模拟分析 |
5.1 概述 |
5.2 岩溶顶板数值分析力学参数 |
5.3 岩溶路基塌陷三维非线性有限元分析 |
5.3.1 几何分析模型及边界条件 |
5.3.2 三维有限元分析结果 |
5.4 强夯塌陷三维有限元分析结果 |
5.4.1 顶板厚1m,洞跨5m时的塌陷分析 |
5.4.2 顶板厚0.5m,洞跨2m时的塌陷分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 岩溶区高速公路路基稳定性风险评估 |
6.1 概述 |
6.2 风险分析基本理论 |
6.2.1 风险的定义 |
6.2.2 风险分析流程 |
6.3 岩溶路基模糊能度可靠性分析方法 |
6.3.1 岩溶路基模糊极限平衡分析模型 |
6.3.2 计算参数三角模糊数确定方法 |
6.3.3 岩溶路基模糊能度可靠性分析方法 |
6.4 工程实例分析 |
6.4.1 工程概况 |
6.4.2 岩溶顶板模糊能度可靠性分析实施过程 |
6.5 本章小结 |
第7章 桂武高速公路工程实例分析 |
7.1 桂武高速公路工程地质概况 |
7.2 桂武高速公路岩溶区路基处治基本原则 |
7.3 桂武高速公路岩溶区路基处治方案 |
7.3.1 桂武高速公路岩溶区路基处治工程特点 |
7.3.2 桂武高速公路岩溶区路基处治方案比选 |
结论与展望 |
结论 |
本文主要创新点 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A(攻读学位期间论文、科研及获奖情况) |
已发表的学术论文 |
(7)石膏质岩隧道二次衬砌结构时变可靠度研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 岩土工程可靠度研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 可靠度分析方法研究现状 |
1.3.1 概率可靠度分析方法 |
1.3.2 非概率可靠度分析方法 |
1.4 石膏质岩特性研究现状 |
1.4.1 石膏质岩的膨胀性 |
1.4.2 石膏质岩的腐蚀性 |
1.5 研究内容及研究方法 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究方法 |
1.5.3 技术路线 |
2 礼让隧道石膏质岩段地质特征及力学试验 |
2.1 工程概况 |
2.1.1 地形地貌 |
2.1.2 地质构造 |
2.2 水文地质特征分析 |
2.2.1 地下水类型与富水性 |
2.2.2 地下水的补给、径流、排泄及动态变化 |
2.2.3 地表水体对隧道的影响 |
2.2.4 地下水水质类型及腐蚀性 |
2.3 礼让隧道石膏质岩段X-衍射分析 |
2.3.1 石膏质围岩矿物成分分析 |
2.3.2 石膏质围岩段分段处理 |
2.4 石膏质岩膨胀特性试验 |
2.4.1 试验条件及方法 |
2.4.2 侧限自由膨胀试验结果及分析 |
2.4.3 膨胀应力应变试验结果及分析 |
2.4.4 膨胀力试验结果及分析 |
2.5 本章小结 |
3 结构时变可靠度基本理论及解算方法 |
3.1 可靠度分析基本理论 |
3.1.1 结构设计中的变量 |
3.1.2 结构的极限状态及功能函数 |
3.1.3 结构可靠度 |
3.2 隧道二次衬砌结构时变可靠度基本原理 |
3.2.1 石膏质岩隧道二次衬砌结构的时变特征 |
3.2.2 结构时变功能函数 |
3.2.3 结构时变可靠度 |
3.3 结构时变可靠度计算方法 |
3.3.1 一次二阶矩法 |
3.3.2 高次高阶矩法 |
3.3.3 响应面法 |
3.3.4 随机有限元法 |
3.3.5 蒙特卡罗法 |
3.4 本章小结 |
4 石膏质岩隧道二次衬砌破坏模式及时变可靠度模型 |
4.1 隧道二次衬砌结构破坏判定指标 |
4.2 塑性区判定准则 |
4.3 石膏质岩隧道二次衬砌结构破坏模式 |
4.3.1 膨胀破坏模式 |
4.3.2 腐蚀破坏模式 |
4.3.3 综合破坏模式 |
4.4 石膏质岩隧道二次衬砌结构时变可靠度模型 |
4.4.1 基于塑性区体积比的结构功能函数 |
4.4.2 基于塑性损伤程度的结构功能函数 |
4.4.3 膨胀破坏模式的时变可靠度模型 |
4.4.4 腐蚀破坏模式的时变可靠度模型 |
4.4.5 综合破坏模式的时变可靠度模型 |
4.5 隧道二次衬砌结构强度参数分布模型 |
4.6 本章小结 |
5 基于连续介质模型的隧道施工全过程动态模拟方法 |
5.1 隧道施工过程及力学状态演化特征 |
5.2 隧道设计计算模型 |
5.3 隧道施工全过程动态模拟方法 |
5.3.1 模拟计算基本流程 |
5.3.2 围岩力学参数的反馈及调整 |
5.3.3 二次衬砌结构力学参数的反馈及调整 |
5.4 模拟计算过程示例分析 |
5.4.1 准备阶段 |
5.4.2 开挖支护阶段模拟 |
5.4.3 围岩收敛阶段模拟 |
5.4.4 隧道服役阶段 |
5.5 本章小结 |
6 石膏质岩隧道初期支护优化及抗膨胀衬砌结构 |
6.1 初期支护参数优化 |
6.1.1 支护设计方案 |
6.1.2 优化方法 |
6.1.3 模型建立 |
6.1.4 优化过程及结果 |
6.1.5 优化后礼让隧道施工期受力及变形状态模拟 |
6.2 隧道抗膨胀衬砌结构及优化 |
6.2.1 抗膨胀衬砌结构初选 |
6.2.2 数值模型及材料参数 |
6.2.3 隧道衬砌结构膨胀动态过程及变形分析 |
6.2.4 特征点安全系数分析 |
6.3 抗膨胀结构现场实施与结构监测 |
6.4 本章小结 |
7 石膏质岩隧道二次衬砌结构时变可靠度分析 |
7.1 时变可靠度分析的ANSYS实现 |
7.1.1 分析流程 |
7.1.2 抽样方法及实现原理 |
7.2 时变可靠度计算几何模型 |
7.3 材料参数的概率统计特征及时变特征 |
7.3.1 材料参数的概率分布类型 |
7.3.2 材料参数的概率分布参数 |
7.3.3 二次衬砌结构腐蚀后混凝土强度时变特征 |
7.4 时变可靠度计算 |
7.4.1 第一段二次衬砌结构时变可靠度计算 |
7.4.2 第二段二次衬砌结构时变可靠度计算 |
7.4.3 第三段二次衬砌结构时变可靠度计算 |
7.5 时变可靠度的灵敏度分析 |
7.6 整体时变可靠度计算 |
7.6.1 计算方法 |
7.6.2 整体时变可靠度计算及分析 |
7.7 原设计方案的时变可靠度计算结果 |
7.8 本章小结 |
8 结论及展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)石鸡水电站引水发电隧洞围岩稳定性分析与评价(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 洞室稳定性分析方法研究现状 |
1.2.2 地下洞室围岩稳定评判方法研究现状 |
1.2.3 洞室支护结构研究现状 |
1.3 研究内容 |
2 地下洞室围岩失稳判据及支护评判 |
2.1 围岩的失稳判据分析 |
2.1.1 围岩强度判据 |
2.1.2 围岩极限应变判据 |
2.1.3 围岩向洞内收敛位移和“收敛比”判据 |
2.1.4 基于突变理论的判据 |
2.2 支护结构安全评判指标 |
2.2.1 锚杆安全性的评判 |
2.2.2 喷射混凝土层的安全评判 |
2.2.3 变形监测与内力监测成果综合利用 |
2.3 本章小结 |
3 石鸡电站引水发电隧洞围岩稳定性分析 |
3.1 工程概况 |
3.1.1 地质条件 |
3.1.2 有限元法研究技术及手段 |
3.1.3 围岩及支护参数 |
3.2 断面选取及围岩类别 |
3.3 开挖及支护方案 |
3.3.1 Ⅲ类围岩洞段 |
3.3.2 Ⅳ类围岩洞段 |
3.3.3 Ⅴ类围岩洞段 |
3.3.4 关键点示意图 |
3.4 引水发电洞施工期稳定性分析 |
3.4.1 分析断面 1 |
3.4.2 分析断面 2 |
3.4.3 分析断面 3 |
3.4.4 分析断面 4 |
3.4.5 分析断面 5 |
3.4.6 分析断面 6 |
3.4.7 分析断面 7 |
3.4.8 分析断面 8 |
3.4.9 分析断面 9 |
3.4.10 分析断面 10 |
3.4.11 分析断面 11 |
3.4.12 分析断面 12 |
3.4.13 分析断面 13 |
3.4.14 分析断面 14 |
3.4.15 分析断面 15 |
3.4.16 分析断面 16 |
3.5 本章小结 |
3.5.1 Ⅲ类围岩洞段 |
3.5.2 Ⅳ类围岩洞段 |
3.5.3 Ⅴ类围岩洞段 |
4 引水发电隧洞支护结构受力计算 |
4.1 分析断面 1 |
4.2 分析断面 2 |
4.3 分析断面 4 |
4.4 分析断面 5 |
4.5 分析断面 7 |
4.6 分析断面 10 |
4.7 分析断面 12 |
4.8 分析断面 15 |
4.9 分析断面 16 |
4.10 衬砌配筋 |
4.10.1 配筋说明 |
4.10.2 主要配筋计算公式 |
4.10.3 配筋计算 |
4.11 本章小结 |
5 结论和展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(9)高速铁路隧道复合式衬砌结构可靠性分析(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 隧道工程稳定性分析计算方法 |
1.2.2 基于概率的隧道结构可靠度 |
1.2.3 基于非概率的隧道结构可靠度 |
1.3 随机场理论在隧道工程中的应用 |
1.4 主要研究内容 |
2 基于收敛-约束模型的初期支护结构可靠度研究 |
2.1 隧道围岩特征方程 |
2.2 支护结构特征方程 |
2.3 结构内力概率分析 |
2.4 影响因素分析 |
2.4.1 围岩强度参数变异性的影响 |
2.4.2 支护结构力学参数变异性的影响 |
2.5 基于围岩变形控制的初期支护失效概率分析 |
2.5.1 功能函数的建立 |
2.5.2 围岩变形限制的确定 |
2.5.3 算例分析 |
2.6 本章小结 |
3 考虑围岩参数空间自相关性的村砌结构计算模型 |
3.1 随机场基本理论 |
3.1.1 一维随机场 |
3.1.2 二维随机场 |
3.1.3 自相关函数 |
3.2 输入参数统计特征 |
3.3 分析模型的建立 |
3.3.1 随机输入参数的表示 |
3.3.2 相关距离各向异性的实现 |
3.3.3 响应量的输出 |
3.3.4 计算流程 |
3.4 对比分析 |
3.5 本章小结 |
4 高速铁路隧道二次衬砌结构可靠度研究 |
4.1 结构极限状态方程 |
4.2 二次衬砌结构可靠指标研究 |
4.2.1 可靠指标计算方法 |
4.2.2 可靠指标计算结果 |
4.2.3 可靠指标校准 |
4.3 二次衬砌结构分项系数研究 |
4.3.1 分项系数计算方法 |
4.3.2 衬砌结构极限状态设计表达式 |
4.3.3 分项系数计算结果 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(10)堆积层滑坡水动力与位移耦合评价参数及预测方法研究 ——以三峡库区典型堆积层滑坡为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 水对滑坡的影响研究现状 |
1.2.2 滑坡变形破坏机理研究现状 |
1.2.3 滑坡的预测预报理论与方法研究现状 |
1.3 研究内容与研究思路 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方案与技术路线 |
1.4 论文的创新之处 |
第2章 三峡库区堆积层滑坡基本特征及地质环境分析 |
2.1 堆积层滑坡形成的地质条件 |
2.2 堆积层滑坡的基本物质组成及特征 |
2.2.1 堆积层滑坡坡体的组成与特征 |
2.2.2 堆积层滑坡的形态特征 |
2.2.3 堆积层滑坡的动力学特征 |
2.3 三峡库区堆积层滑坡的分布 |
2.3.1 三峡库区的范围 |
2.3.2 三峡库区堆积层滑坡分布特征 |
2.4 三峡库区工程地质环境 |
2.4.1 三峡库区地理概况 |
2.4.2 库区气象条件 |
2.4.3 地质构造及地形地貌条件 |
2.5 三峡库区水库运行情况 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于动力与位移耦合的滑坡稳定性评价及预测方法的提出 |
3.1 滑坡的复杂性分析 |
3.2 解决复杂性问题的基本理论 |
3.2.1 系统论、控制论和信息论 |
3.2.2 耗散结构理论、突变理论和协同学 |
3.3 现有的滑坡稳定性评价与预测方法分析 |
3.3.1 现有滑坡预测方法的基本分类 |
3.3.2 现有滑坡预测方法的评析及启示 |
3.4 复杂性理论对滑坡预测的方法论启示 |
3.4.1 影响滑坡预测方法有效性的原因分析 |
3.4.2 复杂性理论对滑坡预测的方法论启示 |
3.5 滑坡动力与位移耦合预测方法的探索与提出 |
3.5.1 黑箱理论和方法 |
3.5.2 突变理论和模型分析 |
3.5.3 耗散结构理论与损伤力学方法 |
3.6 本章小结 |
第4章 水诱发堆积层滑坡卸加载响应比模型及其应用研究 |
4.1 卸加载响应比建模理论依据及其预测作用与意义 |
4.1.1 卸加载响应比建模理论依据分析 |
4.1.2 卸加载响应比方法用于滑坡预测的可行性分析 |
4.1.3 卸加载响应比与加卸载响应比的比较及预测意义 |
4.2 堆积层滑坡稳定性影响因素及水动力作用规律分析 |
4.2.1 堆积层滑坡稳定性影响因素 |
4.2.2 水对堆积层滑坡的动力作用和影响规律分析 |
4.3 卸加载响应比参数变量的选择与模型的建立 |
4.3.1 卸加载响应比参数变量的选择 |
4.3.2 卸加载响应比模型的建立 |
4.3.3 卸加载响应比模型的适用性分析 |
4.3.4 卸加载响应比的滑坡失稳判据 |
4.4 卸加载响应比在堆积层滑坡稳定性评价与预测中的应用 |
4.5 本章小结 |
第5章 降雨及地下水卸加载响应比与滑坡稳定性关系数值模拟分析 |
5.1 降雨卸加载响应比与滑坡稳定性关系数值模拟分析 |
5.1.1 降雨卸加载效应的数值模拟分析 |
5.1.2 降雨卸加载响应比与滑坡稳定性系数关系的数值模拟分析 |
5.2 地下水卸加载响应比与滑坡稳定性关系数值模拟分析 |
5.2.1 滑坡地下水极限平衡模型及其稳定性分析 |
5.2.2 地下水对滑坡的卸加载效应的数值模拟分析 |
5.2.3 地下水卸加载响应比与滑坡稳定性系数关系的数值模拟分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 库水位卸加载响应比与堆积层滑坡稳定性关系数值模拟分析 |
6.1 基于k/v比值的库岸涉水滑坡分类 |
6.1.1 已有滑坡分类概述 |
6.1.2 选择k/v作为涉水滑坡分类指标的依据 |
6.1.3 基于k/v比值的库岸涉水滑坡分类 |
6.1.4 基于k/v比值的库岸涉水滑坡分类的理论意义 |
6.2 库水位卸加载响应比与堆积层滑坡稳定性关系数值模拟分析 |
6.2.1 库水对堆积层滑坡的卸加载动力效应理论分析 |
6.2.2 堆积层滑坡的库水卸加载动力效应数值模拟分析 |
6.2.3 库水位卸加载响应比与滑坡稳定性关系的数值模拟分析 |
6.3 库水位卸加载响应比应用于滑坡稳定性分析的相关思考 |
6.4 本章小结 |
第7章 卸加载响应比的稳定性评价标准及其与传统稳定性系数的关系研究 |
7.1 基于损伤力学和破坏概率的卸加载响应比解析 |
7.1.1 损伤力学视角下对堆积层滑坡变形破坏的思考与理解 |
7.1.2 损伤变量与卸加载响应比的关系 |
7.1.3 基于损伤力学和破坏概率的卸加载响应比解析 |
7.2 卸加载响应比与边坡稳定性系数的关系 |
7.2.1 损伤变量与边坡稳定性系数的关系 |
7.2.2 卸加载响应比与边坡稳定性系数的关系 |
7.3 基于卸加载响应比的滑坡稳定性划分标准 |
7.4 卸加载响应比作为基于损伤力学和可靠度的边坡稳定性系数分析 |
7.4.1 传统的边坡安全系数内涵及其局限性 |
7.4.2 卸加载响应比是基于可靠性分析方法的安全度表达形式 |
7.4.3 卸加载响应比的应用方法及其优越性 |
7.5 本章小结 |
第8章 结论 |
8.1 主要结论 |
8.2 存在不足与研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间论文发表及科研情况 |
致谢 |
四、地下结构的经验设计及工程类比法按可靠性理论深化的可行性(论文参考文献)
- [1]渝东北巴东组围岩隧道支护可靠性研究[D]. 张成忠. 重庆交通大学, 2021
- [2]高地应力条件下岩质边坡开挖稳定性研究[D]. 窦林林. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [3]基于可靠度和数值分析的黄土边坡优化设计[D]. 师述橙. 长安大学, 2020(06)
- [4]巴东组地质条件下下穿高速高铁隧道支护时效可靠性研究[D]. 张聪. 重庆交通大学, 2020(01)
- [5]基于围岩位移反演分析的公路隧道施工安全控制技术研究[D]. 周均法. 青岛理工大学, 2019(02)
- [6]岩溶区高速公路路基强夯处治技术及其稳定性分析[D]. 袁腾方. 湖南大学, 2018(06)
- [7]石膏质岩隧道二次衬砌结构时变可靠度研究[D]. 陈钒. 北京科技大学, 2019(02)
- [8]石鸡水电站引水发电隧洞围岩稳定性分析与评价[D]. 周磊. 西安理工大学, 2016(04)
- [9]高速铁路隧道复合式衬砌结构可靠性分析[D]. 粟威. 北京交通大学, 2016(01)
- [10]堆积层滑坡水动力与位移耦合评价参数及预测方法研究 ——以三峡库区典型堆积层滑坡为例[D]. 陈为公. 青岛理工大学, 2016(08)