响应面方法在整体式隧道衬砌可靠性分析中的应用

在特性参数有较多样本时,蒙特卡罗法是目前计算结构可靠度的一种较为准确的方法。但在地下工程中,可以得到的特性参数样本数往往有限,因此,使用响应面方法更具有实际意义。针对铁路隧道整体式衬砌,将响应面方法所得的结果与蒙特卡罗法10万次抽样结果进行了对比分析,发现除了弯矩为零附近的截面外,其他截面上二者有较好的一致性,显示响应面方法应用于隧道衬砌可靠性分析是可行的。

小窑采空区浅埋巷道上覆岩土土钉加固分析

小窑采空区地表易产生较大的裂缝、台阶和陷坑。为保证小窑采空区地表拟建的建构筑物安全,提出小窑采空区浅埋巷道上覆岩土的斜土钉加固法。提出验算浅埋巷道上覆和侧壁岩土稳定性的解析法。该解析法立足于太沙基拱理论,利用"等效内摩擦角"的概念,将土钉对上覆岩土的加固作用考虑进来,并认为侧壁岩土的稳定性决定小窑采空区的整体稳定性。分别采用解析法和有限元强度折减法分析小窑采空区的稳定安全系数,两种方法的结果相互印证。在安排解析计算与数值模拟中采用正交试验设计法。结果显示,所提出的加固方法显著提高了小窑采空区的稳定安全系数,减小了小窑采空区地基竖向位移和局部倾斜。先施加上部荷载后开挖巷道小窑采空区的稳定安全系数,显著大于先开挖巷道后施加上部荷载的稳定安全系数;先开挖巷道后施加上部荷载所造成的地基竖向位移和局部倾斜,显著大于先施加上部荷载后开挖巷道所造成的地基竖向位移和局部倾斜。本加固法为防治小窑采空区地质灾害提供一种有效、节约资源、安全的地基处理方法。

深埋隧洞三岔口围岩稳定性计算理论

为研究辅洞与隧洞主洞相交的三岔口区围岩稳定性,基于弹塑性理论圆形孔口应力计算方法,推导出深埋隧洞三岔口围岩稳定性计算理论。研究结果表明:当辅洞与隧洞主洞夹角(α)为90°时,三岔口区围岩垂直应力σh达最大值,且σh随α和侧压力系数λ减小而减小;随着塑性圈半径R0减小,σh逐渐增大;由三岔口围岩到深部围岩,其应力集中系数K呈下降趋势;随着α增大,K也逐渐增大,直至α=90°时,K达到最大值;随着围岩等级降低,破坏深度Q逐渐增加,Ⅰ~Ⅳ级围岩三角区破坏深度递增趋势不明显,Ⅴ级围岩中破坏深度呈指数形式增加;当α一定时,理论最大等效跨度Ltmax仅与隧洞尺寸有关,极限等效跨度Lpmax还与Q有关;通过理论计算划定辅洞修建跨度的安全范围与极限范围。