基于結(jié)構(gòu)—荷載模型隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法

本文探討了建筑結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)的極限狀態(tài)方法,提出了利用荷載水平方法建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,實(shí)例表明該方法與《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)定結(jié)果具有良好的一致性。

地鐵隧道襯砌的裂隙擴(kuò)展威脅地鐵正常運(yùn)行的安全,到目前為止,針對(duì)地鐵隧道定量化系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)方法研究還比較少的背景下,文章對(duì)隧道襯砌的安全性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析探討,通過(guò)分析進(jìn)一步完善了地鐵隧道定量化安全評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),并提出了相應(yīng)的安全評(píng)價(jià)方法,對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)裂隙定量化安全評(píng)價(jià)具有借鑒意義.

為控制軟巖變形,確保施工安全,結(jié)合谷竹高速公路油坊坪隧道在施工過(guò)程中多次出現(xiàn)的大變形情況,提出\"弱化錨桿+增強(qiáng)初期支護(hù)的剛度與強(qiáng)度\"的支護(hù)方案,并與原方案及\"弱化錨桿\"的支護(hù)方案進(jìn)行對(duì)比研究。通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)不同支護(hù)方案下位移變形量、錨桿受力情況、塑性區(qū)的發(fā)展情況、噴射混凝土的應(yīng)力以及二襯結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行分析;同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)選取3組試驗(yàn)段,對(duì)3種不同支護(hù)方案下的圍巖變形及圍巖壓力情況實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)。數(shù)值模擬結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:弱化錨桿的措施對(duì)支護(hù)體系的整體支護(hù)效果影響不大,而且能節(jié)省工序和降低工程成本;增強(qiáng)初期支護(hù)的剛度與強(qiáng)度能有效地控制圍巖大變形。提出的\"弱化錨桿+增強(qiáng)初期支護(hù)的剛度與強(qiáng)度\"支護(hù)方案是可行的,可為沿線同類隧道支護(hù)優(yōu)化提供參考。

隧道工程爆破施工引起襯砌結(jié)構(gòu)以及地表建筑物破壞時(shí)有發(fā)生,研究隧道工程爆破振動(dòng)效應(yīng)以及安全性評(píng)價(jià)方法,對(duì)確保隧道工程施工安全十分重要?；谌S動(dòng)力有限元分析方法,以某城市雙連拱隧道工程爆破施工為例,探討爆炸沖擊荷載作用下隧道圍巖介質(zhì)動(dòng)力響應(yīng)特征。研究表明,爆破沖擊對(duì)周圍介質(zhì)的影響具有時(shí)間滯后和累積損傷效應(yīng),只考慮爆破瞬時(shí)最大振動(dòng)波速對(duì)圍巖介質(zhì)以及地表建筑物的影響不能真實(shí)反映爆破影響的實(shí)質(zhì)。同時(shí)結(jié)合具體工程對(duì)地表建筑物爆破安全評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析研究,建議將現(xiàn)代數(shù)值分析方法應(yīng)用于復(fù)雜條件下隧道爆破安全性評(píng)價(jià)工作。

為建立有效的橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)估有限元模型,提出基于橋梁結(jié)構(gòu)診斷試驗(yàn)數(shù)據(jù)的力學(xué)參數(shù)標(biāo)定方法,考慮力學(xué)參數(shù)及作用效應(yīng)參數(shù)量值的相關(guān)性,結(jié)合對(duì)兩者的規(guī)則化,消除靈敏度分析時(shí)靈敏度矩陣的奇異性；在優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)中引入罰函數(shù)來(lái)改善收斂效率及收斂性；并通過(guò)標(biāo)定一座在役橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)有限元模型,分析試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)與以基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)得到的作用效應(yīng)值偏差較大的原因,并驗(yàn)證所提出方法的有效性。結(jié)果表明:基于診斷試驗(yàn)的橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)標(biāo)定方法,可有效解決傳統(tǒng)分析方法與試驗(yàn)結(jié)果差異較大的問(wèn)題,有助于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)安全性。

通過(guò)橋梁評(píng)估工作，可將采集到的信息過(guò)濾、分解、綜合、分析，然后反饋給相關(guān)使用者，以便采取合理、高效、低成本的管理及維護(hù)措施，橋梁評(píng)估是實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁科學(xué)管理及維修養(yǎng)護(hù)的重要前提條件。目前橋梁評(píng)估方法很多，雖然各種方法之間都存在著一定的聯(lián)系，但也存在著一定的差異。本文就基于區(qū)間分析的方法對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)進(jìn)行探討。

探討了在現(xiàn)澆多層房屋施工中的荷載效應(yīng)可能對(duì)結(jié)構(gòu)安全性造成的影響,并提出了定量和定性的(上接77頁(yè))結(jié)構(gòu)將會(huì)超于不安全(對(duì)于某些混凝土強(qiáng)度還達(dá)不到75%就拆除模板和支架的施工者,可改善措施.

通過(guò)計(jì)算分析屋頂綠化層荷載對(duì)一些磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件內(nèi)力的影響,得出了屋頂綠化層對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性的影響。

針對(duì)公路工程設(shè)計(jì)工作,結(jié)合以往相關(guān)經(jīng)驗(yàn),提出四種可在公路設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的安全性評(píng)價(jià)方法,并得出設(shè)計(jì)階段的安全性評(píng)價(jià)對(duì)保證公路施工安全和運(yùn)營(yíng)安全有重要作用的結(jié)論。

為了深入探討淺埋、大跨度、偏壓等復(fù)雜條件下公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性,結(jié)合臥龍崗隧道左線出口段淺埋偏壓、邊坡滑動(dòng)以及斷裂帶等不利因素,對(duì)可能出現(xiàn)的隧道結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題進(jìn)行了分析論證;通過(guò)分析圍巖位移穩(wěn)定性、邊坡穩(wěn)定性以及襯砌結(jié)構(gòu)受力情況,對(duì)隧道二襯的安全性進(jìn)行了全面評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:臥龍崗隧道圍巖位移基本趨于穩(wěn)定,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),隧道出口段整體是安全穩(wěn)定的;該評(píng)價(jià)結(jié)果為隧道后期的安全運(yùn)營(yíng)提供了可靠依據(jù)。

作為隧道的主要承重結(jié)構(gòu),二次襯砌設(shè)計(jì)得是否合理不僅關(guān)系到隧道施工期的安全,并且對(duì)隧道以后的通車運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)有著較大影響.文中以某座在建高速公路隧道為依據(jù),選取兩種隧道埋置深度,分析了ⅳ及ⅴ級(jí)圍巖下二次襯砌的內(nèi)力分布,并根據(jù)相應(yīng)規(guī)范要求,對(duì)二次襯砌進(jìn)行安全評(píng)價(jià),以期對(duì)類似隧道提供參考.

作為隧道的主要承重結(jié)構(gòu),二次襯砌設(shè)計(jì)得是否合理不僅關(guān)系到隧道施工期的安全,并且對(duì)隧道以后的通車運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)有著較大影響。文中以某座在建高速公路隧道為依據(jù),選取兩種隧道埋置深度,分析了ⅳ及ⅴ級(jí)圍巖下二次襯砌的內(nèi)力分布,并根據(jù)相應(yīng)規(guī)范要求,對(duì)二次襯砌進(jìn)行安全評(píng)價(jià),以期對(duì)類似隧道提供參考。

作為隧道的主要承重結(jié)構(gòu),二次襯砌設(shè)計(jì)得是否合理不僅關(guān)系到隧道施工期的安全,并且對(duì)隧道以后的通車運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)有著較大影響。文中以某座在建高速公路隧道為依據(jù),選取兩種隧道埋置深度,分析了ⅳ及ⅴ級(jí)圍巖下二次襯砌的內(nèi)力分布,并根據(jù)相應(yīng)規(guī)范要求,對(duì)二次襯砌進(jìn)行安全評(píng)價(jià),以期對(duì)類似隧道提供參考。

以贛定高速公路谷山隧道工程為例,利用遺傳算法和bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法,建立運(yùn)營(yíng)隧道結(jié)構(gòu)安全評(píng)估模型。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用遺傳算法優(yōu)化bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值,提高了網(wǎng)絡(luò)收斂速度,克服了傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)、容易陷入局部極小值的問(wèn)題。并將該模型應(yīng)用到谷山隧道運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估中,具有較高的學(xué)習(xí)精度和較快的收斂速度。

隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合檢測(cè)技術(shù)綜述——首先對(duì)隧道錨固體系質(zhì)量檢測(cè)的主要方法進(jìn)行了探討，著重于對(duì)反射波法檢測(cè)錨桿施工質(zhì)量的理論和應(yīng)用分析；接著按初噴和二襯兩個(gè)階段對(duì)隧道襯砌質(zhì)量的主要檢測(cè)方法技術(shù)進(jìn)行論述，并探討了探地雷達(dá)在隧道質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)雷...

試圖以渝湘高速公路某隧道施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)資料,通過(guò)反演分析算出圍巖參數(shù)如彈性模量、泊松比等,并計(jì)算隧道襯砌內(nèi)力和變形,對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系是圍巖穩(wěn)定性控制的關(guān)鍵,也是隧道設(shè)計(jì)的基本任務(wù),而對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)之間相互作用過(guò)程和機(jī)制的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)則是定量化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ).本文從隧道圍巖結(jié)構(gòu)性和支護(hù)作用的本質(zhì)特征出發(fā),提出隧道支護(hù)具有\(zhòng)"調(diào)動(dòng)\"和\"協(xié)助\"圍巖承載的基本作用,明確了二者的功能分配原則和實(shí)現(xiàn)方式,即分別通過(guò)超前支護(hù)的保障作用、初期支護(hù)的核心作用和二次襯砌的安全儲(chǔ)備作用共同完成；針對(duì)圍巖的正面擠出、前傾式冒落和后傾式冒落等三種超前破壞模式,分別給出了相應(yīng)的超前支護(hù)方式和支護(hù)效果評(píng)價(jià)方法；提出初期支護(hù)作為隧道圍巖附加載荷的主要承擔(dān)者,包括錨固體系與拱架及噴射混凝土結(jié)構(gòu),分別通過(guò)\"調(diào)動(dòng)\"和\"協(xié)助\"圍巖實(shí)現(xiàn)其承載功能,且同時(shí)具有\(zhòng)"支\"與\"護(hù)\"的作用；闡明了二次襯砌結(jié)構(gòu)作為安全儲(chǔ)備功能的內(nèi)涵,建立了二次襯砌結(jié)構(gòu)的載荷分擔(dān)比率與剛度匹配性、支護(hù)時(shí)機(jī)的關(guān)系,并據(jù)此給出了二次襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)和施作時(shí)機(jī)的建議值；建立了以圍巖變形量s最小和協(xié)同度ξ最優(yōu)為目標(biāo),基于超前支護(hù)、初期支護(hù)和二次襯砌與圍巖相互作用三階段的協(xié)同支護(hù)優(yōu)化模型,明確了支護(hù)結(jié)構(gòu)體系與圍巖、不同支護(hù)結(jié)構(gòu)之間以及支護(hù)結(jié)構(gòu)要素之間三個(gè)層次的協(xié)同關(guān)系,并提出了隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.

石柱槽隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)分析——通過(guò)對(duì)滬蓉高速公路石柱槽隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)與分析，獲得了在復(fù)雜地質(zhì)條件下各施工階段隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和受力的變化規(guī)律，參照相應(yīng)斷面的變形實(shí)測(cè)值，就能掌控隧道洞身的形變，判斷掌子是否安全穩(wěn)定，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況和后續(xù)...

分析了不同地質(zhì)條件下的錨桿作用效應(yīng)、錨桿抗拔力及其主要影響因素,同時(shí)根據(jù)錨桿承載拱理論給出了計(jì)算系統(tǒng)錨桿承載能力的計(jì)算方法,應(yīng)用該方法分析了隧道在不同地質(zhì)條件下各類支護(hù)型式的承載能力及其費(fèi)效比,得到了系統(tǒng)錨桿在相對(duì)破碎的巖層中對(duì)洞室穩(wěn)定的作用較大,隨著地質(zhì)條件變差,系統(tǒng)錨桿的費(fèi)效比大幅度降低的認(rèn)識(shí)。結(jié)合大量工程設(shè)計(jì)與施工方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析后得到如下結(jié)論:在軟弱圍巖條件下不宜大量使用密集布置的系統(tǒng)錨桿,此時(shí)應(yīng)以采用少量的、帶注漿功能的、疏而長(zhǎng)的錨管為主,可以充分發(fā)揮其穩(wěn)定初期支護(hù)的作用。

隨著交通基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展,隧道在各級(jí)公路中出現(xiàn)的頻率越來(lái)越多。隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征直接影響到隧道的施工安全,支護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定可能導(dǎo)致隧道塌方災(zāi)害,造成人員傷亡、機(jī)械損壞、工期延誤,形成不良的社會(huì)影響,所以研究隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是十分必要的。本文根據(jù)某公路改建隧道的工程地質(zhì)情況,通過(guò)數(shù)值模擬研究隧道開(kāi)挖過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征,對(duì)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工具有一定的指導(dǎo)意義。

某工程混凝土溢洪道澆筑過(guò)程中,在2#壩段第三層混凝土澆筑層出現(xiàn)平行于壩軸線方向的混凝土開(kāi)裂,作者以溫度徐變應(yīng)力場(chǎng)仿真分析為手段,分析混凝土開(kāi)裂成因,結(jié)果表明開(kāi)裂是由于混凝土內(nèi)部溫升和外部約束共同作用結(jié)果,在晝夜溫差大的情況下,澆筑后大體積混凝土表面未進(jìn)行有效保溫措施是造成混凝土開(kāi)裂的主要原因;基于施工過(guò)程仿真的分析方法,分析開(kāi)裂和修補(bǔ)加固后溢洪道的應(yīng)力分布,開(kāi)展溢洪道結(jié)構(gòu)整體安全性的評(píng)估,結(jié)果表明裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)局部受力有影響,結(jié)構(gòu)整體受力不受影響。建議對(duì)所有開(kāi)裂部位進(jìn)行灌漿處理,繼續(xù)開(kāi)展水工結(jié)構(gòu)的溫度觀測(cè),開(kāi)展溫度控制的理論分析。

針對(duì)長(zhǎng)期處于高溫、高濕度、強(qiáng)腐蝕工作環(huán)境下的100t重載行車的安全性問(wèn)題，通過(guò)測(cè)量板厚、實(shí)際應(yīng)力及剛度測(cè)試，并與有限元結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析整機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)安全性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境提出了整改方法，從而緩解結(jié)構(gòu)的劣化過(guò)程，保障惡劣條件下大型設(shè)備安全。