基于隧道二襯表面應(yīng)力狀態(tài)的南城隧道安全性評估研究.pdf

1、改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)快速增長、綜合國力不斷提高，隨之我國的隧道工程也得到了巨大發(fā)展。運(yùn)營隧道的數(shù)量迅速增加，也引得人們對運(yùn)營隧道安全性的極大關(guān)注。而我國在隧道檢修監(jiān)測方面起步較晚，目前還沒有提出標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的運(yùn)營隧道監(jiān)測量控技術(shù)和安全評估方法。本文以重慶南城隧道監(jiān)測及安全評估項(xiàng)目為依托，在運(yùn)營隧道二次襯砌應(yīng)力的影響因素方面進(jìn)行了詳細(xì)研究，并提出根據(jù)極限分析有限元法，利用運(yùn)營隧道二次襯砌表面應(yīng)力對隧道進(jìn)行安全評估的方法，實(shí)現(xiàn)了將監(jiān)控量測技

2、術(shù)與隧道量化安全評價相結(jié)合，為運(yùn)營隧道的安全評估提供了一種更為簡捷有效的辦法。
　　本文結(jié)合南城隧道的實(shí)際情況，利用有限元軟件ANSYS對運(yùn)營隧道的二次襯砌進(jìn)行了兩部分研究。
　　(1)重點(diǎn)研究了圍巖流變、二襯厚度不足、二襯背后空洞三種因素，對南城隧道二次襯砌應(yīng)力的影響。為了模擬圍巖蠕變，本文介紹了常見巖石流變模型的類型，并基于ANSYS軟件模擬中蠕變隱式的計(jì)算原理，確定使用西原模型進(jìn)行圍巖流變的模擬。通過計(jì)算結(jié)果的對比分析

3、得出:圍巖流變使得隧道二次襯砌最大主應(yīng)力呈先增大后衰減趨勢，最終在約600天后趨于穩(wěn)定;二襯厚度不足與二襯背后空洞，均使得病害處二襯拉應(yīng)力明顯增大。
　　(2)根據(jù)極限分析有限元法，計(jì)算圍巖材料參數(shù)在不同折減系數(shù)下，南城隧道二次襯砌表面應(yīng)力，并擬合出二次襯砌表面應(yīng)力變化值與折減系數(shù)的關(guān)系曲線。隧道在建成之后，若不考慮外荷載的情況，二次襯砌表面應(yīng)力沒有變化，然而實(shí)際的監(jiān)測中能夠測出二次襯砌表面應(yīng)力的變化。本文利用極限分析有限元法，得