MIDASGTS的隧道衬砌强度安全系数分析

以某隧道为背景,采用二维弹塑性有限元分析方法,模拟隧道开挖和支护过程,计算衬砌和围岩内力及衬砌的强度安全系数,研究衬砌厚度变化对其安全系数和结构稳定性的影响,探讨最小衬砌安全厚度,为类似隧道设计施工提供科学依据

通过phase2软件，对圆形隧道开挖过程中围岩的变形和衬砌结构内力进行了分析，确定了满足收敛约束法原理的二衬支护时机和满足安全系数为1.4的支护方案，并给出了其具体的应用步骤，该分析方法为定量设计和改进隧道二衬支护方案提供了新思路。

本文首次将强度折减理论引入煤矿开采过程中围岩稳定的分析中去,利用有限元极限分析方法得到了煤矿底板与顶板的潜在安全系数,突破了传统有限元分析方法通过应力、位移和塑性区来判断围岩稳定的分析思路。

21世纪越来越多隧道的修建,为我国交通事业做出杰出贡献。隧道修建过程中,隧道衬砌结构开裂现象已屡见不鲜。本文中某隧道衬砌开裂错综复杂,采用数值分析方法在竖向裂缝、纵向裂缝以及环向裂缝情况下,分析隧道衬砌出现裂缝对隧道安全运营造成的必要的影响。计算结果表明:三种典型裂缝条件下,衬砌结构的安全系数均大于规范值2.0,进而隧道衬砌结构仍能满足承载能力要求。

本文介绍了蒙西华中铁路某标段内隧道的工程概况,并根据相关标准和要求设计该隧道的衬砌台车.利用有限元软件midas/civil建立了衬砌台车整体模型,并根据施工要求分析了浇注工况.结果表明,衬砌台车整体结构受力满足设计要求,刚度变形在2cm以内,模板相对变形在1mm变化范围内.

结合某隧道衬砌出现裂缝的情况,根据施工单位的现场量测资料,对隧道衬砌的开裂原因进行了分析。通过分析裂缝在隧道纵向的分布及裂缝的发展,认为该隧道非断层带内的衬砌开裂多为受温度应力及施工因素影响而产生的非受力开裂,而断层带内的衬砌开裂多为受挤入性围岩压力影响而产生的受力开裂。考虑到受力开裂对隧道衬砌的不利影响,采用有限元数值方法对不良地质情况下的受力开裂衬砌进行了计算。因该隧道在规范荷载作用下衬砌是安全的,但是由于衬砌已经开裂,故参考现场实测接触压力,通过荷载组合试算确定衬砌荷载。然后根据此荷载进一步评价开裂衬砌的安全性。

根据摩擦传动原理,针对多绳摩擦提升等重尾绳系统、重尾绳系统和轻尾绳系统,进行上提货载状况的静、动防滑安全系数变化规律的详细分析,并指明了静、动防滑安全系数在整个上提货载过程中最容易产生的滑动点。为摩擦提升系统防滑计算与校验提供理论依据,也可供现场运行维护参考。

利用基于时间域有限差分法(fdtd)的gprmax,针对常用的400、900、1500mhz三种不同中心频率的天线,数值模拟了隧道衬砌不同钢筋网密度、不同钢筋直径及其下方的钢拱架、空气界面等目标体的探地雷达反射及干扰信号图像特征;在混凝土试件上开展实验研究,并运用克希霍夫积分偏移处理了数值模拟和实验数据,压制了钢筋的绕射波和多次波,提高了钢筋网下方弱反射信号的成像效果;通过对比分析数值模拟、实验测量和工程实测结果,为探地雷达在隧道衬砌检测中取得更好的探测效果提供了借鉴。

[论文]基于遗传算法的隧道衬砌结构维修决策研究——本资料为【论文】基于遗传算法的隧道衬砌结构维修决策研究，编制于2018年2月，共3页。针对隧道衬砌结构全寿命周期维修决策问题，以隧道衬砌结构时变可靠度最低值作为安全性优化目标，以全寿命周期费用作为经济...

基于小波分析的隧道衬砌结构动力响应规律研究——阐述了隧道衬砌结构动力有限元分析的小波解析方法与粘弹性边界条件，采用弹簧一阻尼单元模拟粘弹性边界条件；建立了相应的有限元分析模型，并利用现场振动测试成果，对京广线朱亭隧道在提速列车振动荷载作用下...

研究目的：铁路、公路等交通隧道常采用复合式衬砌，其中初期支护一般采用地层-结构法或工程类比法进行设计，二次衬砌采用荷载-结构法进行设计，由于二者采用的分析方法不同，难以统一评价整体结构的安全性。现有隧道设计规范仅提出了二次衬砌的安全系数要求，但复合式衬砌并非单一结构，有必要研究初期支护和二次衬砌的总安全系数。同时为建立总安全系数设计法，有必要研究初期支护的荷载-结构模型。研究结论：（1）对于采用喷锚支护的复合式衬砌隧道结构，围岩压力随埋深的增加而增加，隧道支护参数应根据埋深进行相应调整；（2）采用荷载-结构模型可以建立复合式衬砌初期支护和二次衬砌的统一设计方法；（3）复合式衬砌隧道的总安全系数应包含初期支护和二次衬砌各自的贡献，当二次衬砌为钢筋混凝土时，总安全系数建议不低于3．0，否则不低于3．6；（4）不同设计方法所建议的初期支护和二次衬砌的安全系数分配可按表2采用；（5）采用本文设计方法对现有高速铁路隧道结构安全性进行再分析，结果表明，在埋深为300m左右时，ⅲ、ⅳ级围岩支护参数有进一步优化的空间；（6）本研究结果可为复合式衬砌隧道结构设计提供思路和方法。

科学合理地评估既有隧道的安全性具有重要的现实意义,是当今隧道界的热门课题。目前隧道的安全性评估理论研究还处于起步阶段,有待于形成完善的理论体系。本文借鉴桥梁成熟的安全性评估理论,在简单评述了盾构隧道衬砌结构的设计方法的基础上,研究了基于设计理论的盾构隧道衬砌结构安全性评估方法,并讨论了评估与设计的不同。通过研究可知:(1)基于设计理论评估既有隧道的安全性可以采用与设计新隧道相近的方法,易于为评估者接受和理解;(2)评估阶段能够获得比设计阶段更为全面准确的有关控制断面、荷载、结构分析以及截面尺寸和材料强度的信息;(3)在评估阶段避免了许多不确定因素,因此评估结果更接近隧道的实际状态。

中南大学毕业设计（论文）第五章隧道衬砌结构检算 隧道衬砌结构检算 5.1结构检算一般规定 为了保证隧道衬砌结构的安全，需对衬砌进行检算。隧道结构应按破损阶段 法对构件截面强度进行验算。结构抗裂有要求时，对混凝土应进行抗裂验算。 5.2隧道结构计算方法 本隧道结构计算采用荷载结构法。其基本原理为：隧道开挖后地层的作用主 要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作 用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按照弹性地基上结 构物的计算方法计算衬砌结构的内力，并进行结构截面设计。 5.3隧道结构计算模型 本隧道衬砌结构验算采用荷载—结构法进行验算，计算软件为ansys10.0。 取单位长度（1m）的隧道结构进行分析，建模时进行了如下简化处理或假 定： ①衬砌结构简化为二维弹性梁单元（beam3），梁的轴线为二次衬砌厚度中 线位置

建立了爆破施工对既有衬砌振动影响的数值模型,给出了数值计算中爆破荷载的波形、荷载峰值、加载时间的模拟方法;为了实现能量辐射,减小边界效应,定义了粘弹性边界;在此基础上研究了新建隧道爆破开挖进尺不同、间距不同、埋深不同,对既有邻近隧道的影响。结果表明:在既有隧道迎爆侧的拱脚和墙腰部位,衬砌受到爆破施工影响最显著;新建隧道爆破施工时,开挖的进尺越大,既有衬砌的振速就越高;既有衬砌受隧道间的距离影响显著,隧道间距越大,既有衬砌的振动速度受影响越小。结果还表明,参考《爆破安全规程》的规定,可以用数值模拟的衬砌振动速度与安全振动速度标准进行比对,从而判断既有衬砌的安全性,为工程设计和施工提供分析参考和指导。

1 目录 1、工程项目概况..........................................1 1.1、工程概况........................................1 1.2、编制依据........................错误！未定义书签。 2、隧道衬砌工程监理实施细则..........................1 2.1、衬砌台车分项工程..............................1 2.2、钢筋分项工程...................................3 2.3、混凝土工程......................................10 2.4、喷射混凝土分项工程.............................

工程力学-强度条件和安全系数——强度—结构或构件抵抗破坏的能力　　承担预定的载荷而不发生破坏，则强度足够。　　所有的构件(不允许破坏机械、结构;　　需要破坏时，如剪板、冲孔、安全堵等),　　都有必要的强度要求。　　刚度—结构或构件抵抗变...

研究目的:由于地质条件的千变万化、施工水平的差别、支护参数的不同,即使围岩条件相同,围岩压力在时空上也具有变异性,导致实际围岩压力难以确定,而采用总安全系数法设计时,仅需要寻找围岩压力的最不利情况。为此,提出深埋隧道采用围岩压力代表值作为设计支护力的理念,并对其计算方法与合理性展开研究。研究结论:(1)采用\"围岩压力代表值\"作为设计支护力,为解决安全系数设计法中实际围岩压力难以确定的问题提供了思路；(2)当埋深不小于10～15倍洞径时,建议采用无支护状态下隧道(等效为当量圆)顶部45°位置处塑性区边界至开挖轮廓线范围内的围岩自重作为围岩压力代表值；当埋深小于10～15倍洞径时,可取弹塑性有限元计算的拱部90°范围内的平均塑性区自重作为围岩压力代表值,该计算结果具有合理的安全性与经济性；(3)当软弱围岩的两端为较好围岩时,荷载具有空间效应,导致围岩压力代表值低于理论计算值,具体折减值与隧道洞径、软弱围岩的长度等因素有关,超前注浆加固圈具有明显的承载作用,可以显著降低围岩压力代表值；(4)本研究结果可为完善隧道支护结构的量化设计方法提供思路。

研究目的:采用带有分项系数的实用设计表达式,不仅能继承传统结构设计式的形式,而且能体现结构设计对目标可靠指标的要求,是应用可靠指标衡量结构设计安全水平的重要途径。本文根据铁路隧道衬砌结构的受力特点和材料性能,采用混凝土衬砌结构抗压、混凝土衬砌结构抗裂和钢筋混凝土衬砌结构三种极限状态设计式建立\"荷载-结构\"模型。研究结论:利用monte-carlo随机有限元的方法分析铁路隧道衬砌结构作用效应的统计特征,根据材料特性分析抗力的概率统计特征以及计算可靠指标与目标可靠指标差值最小化的原则,分析得到:(1)铁路隧道衬砌结构检算时,围岩压力分项系数为1.4,自重荷载分项系数为1.2;(2)钢筋混凝土、混凝土抗压、混凝土抗裂三种工况下的调整系数分别为1.05、1.85、2.35;(3)该研究结果可为《铁路隧道设计规范》的修订提供理论依据。

midasGTS动力分析专题

基于性能的抗震设计已逐步发展为抗震工程领域的主要研究方向,而理清隧道结构的动力破坏模式及机理是推动行业抗震发展的重要动力。为此,本文基于混凝土损伤理论,结合扩展有限元方法,对隧道衬砌结构开展动力分析,通过损伤参数和状态指标对衬砌裂损产生机理、结构破坏形式开展研究,结果表明在地震荷载作用下衬砌损伤以拉裂损伤为主,在衬砌截面的拱肩、拱脚和仰拱等部位易发生损伤并形成贯通裂缝,因此,在抗震设计中该部位是重点设防位置。本文的研究结果,对结构性能抗震设计,在役隧道的抗震性能评估具有重要的促进意义。

首先分析了既有隧道衬砌裂缝检测系统存在的问题,然后应用最新技术发展成果,提出基于图像识别技术的隧道衬砌裂缝检测系统.该系统能对隧道衬砌图像予以高速采集和存储,其后端采用基于深度学习的裂缝识别算法对海量的隧道衬砌图像数据进行快速识别,并提取裂缝特征参数.将该系统安装在现有轨道车上进行了试验,结果表明该系统可以50km/h的速度对1mm以上衬砌裂缝无遗漏采集.

二次衬砌病害处理措施建议 重庆高发公司东南分公司彭武项目部： 根据重庆市公路工程质量检测中心检测报告，受重庆市高发司东南公司彭武 项目部委托，对彭武高速公路隧道二次衬砌病害整治按以下措施建议处理： 一、裂缝处理 （一）、处理原则 环向裂缝只对裂缝本身进行处理，处理采用压注环氧浆液堵缝措施；斜向 裂缝（含水平纵向裂缝）除对裂缝本身进行压浆堵缝外，沿裂缝两侧采取锚杆加 固措施； （二）、处理措施 1、宽度在5mm以下的裂缝： 隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝，这种裂缝是稳定 的，一般可自愈不会影响结构的使用合耐久性。从美观考虑，可先清洗干净裂缝 表面，然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面， 使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。 2、宽度在5mm以上的裂缝 （1）、安装注浆管:清除裂缝表面杂物、浮浆，沿裂缝钻孔,孔顶正对裂缝,凿孔