隧道洞門結(jié)構(gòu)土壓力的研究.pdf

1、本文運(yùn)用數(shù)值模擬、極限分析方法和有限長(zhǎng)度空間土壓力理論,研究了作用在隧道洞門端墻上的主動(dòng)土壓力,在此基礎(chǔ)上提出隧道洞門土壓力計(jì)算方法;并運(yùn)用結(jié)構(gòu)可靠度基本理論,給出基于該方法的可供設(shè)計(jì)使用的隧道洞門可靠度實(shí)用設(shè)計(jì)式.為此,主要做了如下工作:1.運(yùn)用三維接觸單元,考慮隧道襯砌-土體、隧道洞門-土體、隧道洞門-襯砌之間的接觸面對(duì)典型隧道洞門土壓力進(jìn)行三維有限元分析.得到了沿隧道洞門墻長(zhǎng)方向、墻高方向的分布規(guī)律、土壓力作用點(diǎn)位置及隧道洞門墻-

2、土體之間的摩擦角對(duì)隧道洞門土壓力的影響規(guī)律.2.詳細(xì)推導(dǎo)了運(yùn)用土體塑性極限分析理論中的上限解方法研究隧道洞門土壓力沿隧道洞門墻高的分布土壓力公式、總土壓力公式及土壓力作用點(diǎn)公式.并應(yīng)用隧道洞門土壓力極限分析法公式對(duì)主要隧道洞門形式進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明,按極限分析法計(jì)算出各形式洞門的破裂角、單位寬度洞門上總土壓力均小于庫侖理論的計(jì)算結(jié)果.3.從有限長(zhǎng)度的擋土墻土壓力理論入手對(duì)隧道洞門土壓力進(jìn)行研究,提出按有限長(zhǎng)度的擋土墻空間土壓力理論計(jì)

3、算隧道洞門土壓力的基本思路.以隧道襯砌的高度為界,將隧道洞門土壓力計(jì)算分為上、下兩部分,推導(dǎo)出上部土壓力強(qiáng)度、下部土壓力強(qiáng)度、總土壓力及土壓力作用點(diǎn)的計(jì)算公式.算例研究表明,按有限長(zhǎng)度、無限長(zhǎng)度擋土墻土壓力理論以及是否考慮襯砌的影響作用都會(huì)影響到隧道洞門土壓力的大小及分布.4.提出隧道洞門土壓力計(jì)算的新方法,算例表明,該方法更能符合隧道洞門實(shí)際情況.5.運(yùn)用可靠度基本理論和本文提出的隧道洞門土壓力計(jì)算方法,檢算典型隧道洞門可靠度,并據(jù)此