公路隧道圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)風(fēng)險分析的研究.pdf

1、隧道及地下工程中圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題一直以來都是隧道領(lǐng)域所研究的熱門課題，但是目前研究只是停留在原有的純技術(shù)層面，而從風(fēng)險分析角度出發(fā)對隧道圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的分析尚未開展。為了實現(xiàn)隧道工程的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及安全的均衡和最優(yōu)化。本文結(jié)合白云隧道工程，利用風(fēng)險管理理論對隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題進(jìn)行了分析研究，論文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下： (1)從可靠度理論出發(fā)，對圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行了定量的可靠度分析。一是從圍巖變形角度出發(fā)，建

2、立了基于變形過大的圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度失穩(wěn)極限狀態(tài)方程，二是從錨桿受力角度出發(fā)，建立了基于錨桿承受軸力過大的圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)強度失穩(wěn)極限狀態(tài)方程?？紤]了巖土和支護(hù)參數(shù)的變異性，通過蒙特卡羅有限元方法計算，獲取了圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)在各個開挖工況下的失穩(wěn)概率。 (2)首先建立隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定極限狀態(tài)的功能函數(shù)，然后討論相關(guān)隨機變量的變異性，最后結(jié)合白云隧道ZK42+330斷面監(jiān)測的情況，利用風(fēng)險分析軟件@RISK，詳細(xì)討論了如何通過監(jiān)測

3、數(shù)據(jù)來判定斷面范圍內(nèi)圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)概率。 (3)在分析多個隧道塌方案例的基礎(chǔ)上，結(jié)合隧道工程設(shè)計施工特點，編制了公路隧道圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的事故樹，通過專家調(diào)研方法獲取事故樹中基本事件發(fā)生的概率，并引入模糊集的概念，以模糊失效概率代替基本事件的失效概率，用三角形模糊數(shù)代替確定性發(fā)生概率，同時結(jié)合第三、四章的計算結(jié)果，作為模糊事故樹中條件事件發(fā)生的概率，進(jìn)行事故樹的模糊運算，得到了頂事件(圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn))的模糊失效概率，