基于可靠度的隧道管片强度与厚度设计

隧道围岩属性的内在随机性和空间变异性导致围岩传递到管片上的荷载具有很大的不确定性。为解决传统隧道管片设计方法偏于主观或过于保守的问题,依托北京地铁14号线菜户营-西铁营区间盾构隧道工程,在充分利用已有地质勘探资料建立围岩参数随机场的基础上,提出了围岩随机属性映射过程和管片失效概率计算流程。此外,利用基于MCS随机有限差分模拟探究了隧道管片强度和厚度与管片目标可靠度(失效概率)之间的关系。研究表明:提出的管片失效概率计算流程可方便实现隧道管片的性能评估,以及在给定目标可靠度水平下对管片强度和厚度进行基于可靠度的设计。此外,该流程可将传统安全系数与管片目标可靠度联系起来,从而对隧道管片失效风险形成更加直观且客观的认识。