基于随机可靠度的连拱隧道中墙厚度优化研究

对于双连拱隧道这样的大跨度隧道,中墙的稳定对隧道围岩稳定具有重要的作用,且中墙的厚度是关系安全与经济的重要指标;连拱隧道施工的开挖工序又直接影响着隧道的施工安全、工程费用以及工程进度。文章分析了开挖过程对双连拱隧道安全性的影响,并采用随机可靠性方法对连拱隧道风险进行了研究,进而对中墙厚度进行了优化评价,并结合规范要求得出了最小中墙厚度,其设计满足安全和经济需求。

公路连拱隧道中墙厚度影响分析

为明确中墙厚度对连拱隧道二次衬砌及中墙自身受力特性的影响,采用规范推荐的方法对不同中墙厚度连拱隧道进行荷载结构有限元分析。计算得出了结构轴力、弯矩、中墙应力、截面安全系数等力学指标随中墙厚度的变化特征,归纳了双向四车道连拱隧道较为合理的中墙厚度取值范围。

大跨度四连拱隧道中隔墙厚度对结构受力影响分析

中隔墙作为连拱隧道结构施工的前置工序,对隧道结构安全有重要影响,因此,开展中隔墙厚度对结构受力影响的研究有重要的现实意义。根据“先主后辅”的施工工序,建立有限元分析模型,研究了四连拱隧道的受力特征,分析了中隔墙厚度对结构受力的影响。结果表明:(1)数值计算与现场实测基本相符,两者最大相差18.88%,所建立数值模型及其参数的选取合理可靠。(2)四连拱隧道中隔墙厚度对结构受力影响较大,对结构变形影响较小;中隔墙越厚,二次衬砌弯矩峰值越小。(3)中隔墙厚度从1.5 m增至2.5 m时对结构受力改善较为明显;从2.5 m增至3 m时对结构受力改善趋势减弱,设计中隔墙厚度采用2.5 m合理;(4)左、右主洞二次衬砌拱顶、拱脚和拱底弯矩受中隔墙厚度影响大于南、北辅洞。