隧道軟弱圍巖—支護(hù)系統(tǒng)安全性分析評(píng)價(jià)及其工程應(yīng)用.pdf

1、本文圍繞隧道圍巖一支護(hù)系統(tǒng)安全性問題進(jìn)行研究，借助熱力學(xué)理論、熱應(yīng)力理論、模糊控制理論、彈性地基曲梁計(jì)算法和模糊綜合評(píng)判法等，結(jié)合有限元數(shù)值分析方法，對(duì)隧道圍巖一支護(hù)系統(tǒng)溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合、裂縫計(jì)算參數(shù)、隧道圍巖施工變形險(xiǎn)情預(yù)報(bào)系統(tǒng)和隧道安全性綜合評(píng)判進(jìn)行了比較系統(tǒng)的分析研究。 第一部分，通過對(duì)溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行耦合分析，導(dǎo)出了溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)耦合問題的控制微分方程，并應(yīng)用康托羅維奇積分法導(dǎo)出了近似分析解。通過隴西蘭武鐵路復(fù)線烏鞘

2、嶺隧道計(jì)算實(shí)例可知，嶺脊段斷層帶范圍內(nèi)的隧道襯砌結(jié)構(gòu)表面應(yīng)力超過了襯砌混凝土最大抗壓強(qiáng)度，襯砌混凝土可能出現(xiàn)壓裂現(xiàn)象，對(duì)烏鞘嶺隧道襯砌裂縫原因提供了一種解釋。 第二部分，對(duì)上述寒區(qū)隧道襯砌裂縫計(jì)算分析，考慮外部荷載和溫度應(yīng)力作用，取其兩者作用下裂縫計(jì)算結(jié)果的組合值作為計(jì)算分析結(jié)果。引入類似彈性地基內(nèi)的曲梁計(jì)算法來計(jì)算外部荷載裂縫，引入溫度裂縫計(jì)算法計(jì)算分析溫度裂縫。襯砌裂縫計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況較為吻合。 第三部分，分析研究

3、了現(xiàn)有根據(jù)隧道圍巖施工變形量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性分析的方法，建立了以隧道圍巖總變形量、隧道圍巖施工變形速率和隧道圍巖施工前后時(shí)段變形速率比值為一體的隧道圍巖穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)建了一種隧道圍巖施工變形險(xiǎn)情預(yù)報(bào)模糊模型，并使用Matlab語言編制了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)程序。應(yīng)用該模型于廈門翔安海底隧道工程進(jìn)行施工變形險(xiǎn)情預(yù)報(bào)分析，其分析結(jié)果與實(shí)際工程情況亦較為吻合。 第四部分，將隧道圍巖一支護(hù)系統(tǒng)的安全性模糊綜合評(píng)判工作分為隧道開挖與支護(hù)、隧道開