【碩士】有限元強(qiáng)度折減法在隧洞穩(wěn)定分析中的應(yīng)用【2010】

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　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，鐵路、公路、城市地鐵及城市建設(shè)等領(lǐng)域產(chǎn)生了大量的隧洞與地下工程，相應(yīng)對(duì)隧洞與地下工程的穩(wěn)定分析提出了更高的要求?！　∮邢拊獜?qiáng)度折減法已經(jīng)在邊(滑)坡工程分析應(yīng)用中取得了成功，本文是關(guān)于有限元強(qiáng)度折減法在隧洞與地下工程穩(wěn)定分析中的應(yīng)用研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：　?、佼?dāng)前隧洞工程尚沒(méi)有定量的安全系數(shù)概念，將有限元強(qiáng)度折減法應(yīng)用到求解隧洞工程的安全系數(shù)中，通過(guò)借鑒有限元強(qiáng)度折減法的思想，對(duì)隧洞圍巖強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行折減使圍巖處于極限破壞狀態(tài)，此時(shí)的強(qiáng)度折減系數(shù)即為安全系數(shù)。　?、诓捎糜邢拊獜?qiáng)度折減法進(jìn)行隧洞破壞機(jī)理研究，表明隧洞的破壞是從應(yīng)力集中明顯的拱腳與拱肩處開(kāi)始形成塑性區(qū)，而后拱腳處塑性區(qū)斜向上發(fā)展，拱肩處塑性區(qū)斜向下發(fā)展，兩者在圍巖內(nèi)部相互貫通，當(dāng)有限元計(jì)算不收斂，表明隧洞發(fā)生了破壞。依據(jù)隧洞破壞時(shí)破裂面上的位移或塑性應(yīng)變發(fā)生突變的特征，在數(shù)值模擬結(jié)果圖上，將各斷面等效塑性應(yīng)變最大值連成線(xiàn)，即為隧洞的潛在破裂面位置?！　、圻\(yùn)用隧洞工程有限元強(qiáng)度折減法，計(jì)算和分析了對(duì)應(yīng)于現(xiàn)行規(guī)范各類(lèi)圍巖參數(shù)的安全系數(shù)變化規(guī)律，為隧洞工程建設(shè)提供有意義的參考。　?、芩矶丛O(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于復(fù)合式襯砌既要保證圍巖的一定安全度，又要保證襯砌的足夠安全度，因此涉及圍巖安全系數(shù)及襯砌安全系數(shù)。圍巖安全系數(shù)采用有限元強(qiáng)度折減法計(jì)算，襯砌安全系數(shù)按傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方法進(jìn)行計(jì)算?！　、菀灾貞c市寸灘小凈距隧道為例，分別計(jì)算了圍巖和支護(hù)的安全系數(shù)，計(jì)算結(jié)果較好反映了施工過(guò)程中圍巖及襯砌的穩(wěn)定性變化及其安全儲(chǔ)備情況，計(jì)算的安全系數(shù)可作為隧道施工過(guò)程中的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)依據(jù)。　　

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