錨噴襯砌隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠度計(jì)算_圖文

1、 ·118· 土 木 工 程 學(xué) 報(bào) 2002 ， 35 ( 1 : 6267 ( in Chinese 2011 年 算結(jié)果與蒙特卡羅法結(jié)果的對(duì)比見(jiàn)表 2 。 表2 Table 2 兩種方法的計(jì)算結(jié)果對(duì)比 Comparison of results between proposed method and Monte Carlo simulation method 計(jì)算方法 蒙特卡羅法 本文方法 迭代次數(shù) 1 × 10 12 6 3 申玉生， 趙玉光 雙連拱隧道圍 巖 穩(wěn) 定性的 模 糊 概 率 分 巖 土 工 程 學(xué) 報(bào)， 2005 ， 27 ( 11 : 13

2、581361 析研究J ( Shen Yusheng， Zhao Yuguang Research on fuzzy probability analysis of stability of surrounding rock in doublearch tunneling J Chinese Journal of Geotechnical 2005 ， 27 ( 11 : 13581361 ( in Chinese Engineering， 4 楊小永， 伍 法 權(quán)， 蘇 生 瑞 公 路 隧 道 圍 巖 模 糊 信息 分 類 巖 石 力 學(xué) 與 工程學(xué)報(bào)， 2006 ， 25 ( 1 : 的專

3、家系統(tǒng)J 100105 ( Yang Xiaoyong， Wu Faquan， Su Shengrui Expert system of fuzzy information for classification of surrounding rock mass in highway tunnel J Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2006 ，25 ( 1 : 100105 ( in Chinese 5 徐明新， 楊 成 永， 張 強(qiáng) 施 工期 隧 道 噴 混 凝 土 支 護(hù) 安 全 J 北京 交 通 大 學(xué)學(xué)報(bào)， 2008

4、， 32 ( 1 : 16 ( Xu 性評(píng)價(jià) Mingxin，Yang Chengyong，Zhang Qiang Assessment on the safety of shotcrete lining during tunnel construction J Journal of Beijing Jiaotong University，2008 ，32 ( 1 : 16 ( in Chinese 6 祁長(zhǎng)青， 許人平， 吳繼敏， 等 基于遺傳算法的隧道圍巖 工 程 地 質(zhì) 學(xué) 報(bào)，2008 ， 16 變形 穩(wěn) 定 可 靠 性 分 析J ( 2 : 258262 ( Qi Changqing

5、，Xu Renping，Wu Jimin，et al Reliability analysis of rock mass deformation in tunnel excavation based on genetic algorithm J Journal of Engineering Geology， 2008 ， 16 ( 2 : Chinese 7 Hasofer A M， Lind N An exact and invariant firstorder reliability formatJ Journal of Engineering Mechanics， ASCE， 1974

6、， 100 ( 1 : 111121 8 Low B K，Tang W H Efficient reliability evaluation using spreadsheet J Journal of Engineering Mechanics，1997 ， 123 ( 7 : 749752 9 Hohenbichler M， Rackwitz R Improvement of second order reliability estimates by importance sampling J Journal of Engineering Mechanics， ASCE， 1988 ， 1

7、14 ( 12 : 21952199 10 Rosenblueth E Point estimates for probability moments J Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 1975 ， 72 ( 10 : 38123814 11 Rosenblueth E Two point estimates in probabilitiesJ Applied Mathematical Modelling， 1981 ， 5 ( 5 : 329335 12 Har

8、r M E Probabilistic estimates for multivariate analyses J Applied Mathematical Modelling， 1989 ， 13 ( 5 : 313318 13 Li K S Applications of the technique of rational approximation in geotechnical analysis J Computers and Geotechnics， 1992， 14( 2 : 103115 14 Mesbahi E，Pu Y C Application of ANNbased re

9、sponse surface method to prediction of ultimate strength of stiffened 258262 ( in Pf ( % 0 4023 0 4203 絕對(duì)誤差: | 0 4023 0 4203 | × 100% = 0 018% 相對(duì)誤差: | 0 4023 0 4203 | /0 4023 × 100% = 4 47% 由對(duì)比結(jié)果可以 看 出， 本 文 的 近 似 計(jì) 算 方法 計(jì) 算 工作量少， 迭 代 次 數(shù)少， 且 與 近 精 確 解之 間 的 相 對(duì) 誤 差為 4 47% ， 精 度 可 以滿足工程的 需 要

10、， 具 有一定的 實(shí)用價(jià)值。 4 結(jié)語(yǔ) 本文的研究 形成 了 公 路 隧 道 錨 噴 襯砌 穩(wěn) 定 可 靠 度的一種分析方法， 具體創(chuàng)新研究成果體現(xiàn)在: ( 1 基于 薄 壁 圓 筒 理 論、 地層特征曲線和錨噴襯 建立了 公 路 隧 道 結(jié)構(gòu)的 穩(wěn) 定 可 靠 度分 析 砌力學(xué)原理， 功能函數(shù)。 ( 2 針 對(duì) 功 能 函 數(shù) 表達(dá) 式 的 高 度 非線 性 隱 式 形 式， 利用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)的方法， 提出了基于 FOSM 方法 的可靠度指標(biāo)迭代求解格式。 ( 3 采用差分方法， 結(jié) 合 復(fù) 合 函 數(shù) 求 導(dǎo) 法則， 解決 了分析過(guò)程中對(duì)隱式函數(shù)求導(dǎo)的計(jì)算問(wèn)題。 ( 4 通過(guò) 實(shí) 例 分

11、析 結(jié) 果 與 準(zhǔn) 精 確 方法 結(jié) 果對(duì) 比， 體現(xiàn)了本文研究方法在 計(jì) 算 效 率、 準(zhǔn) 確 程度 方 面 可 滿 足工程要求， 該方法 為 錨 噴 支 護(hù) 結(jié)構(gòu) 可 靠 度分 析 提供 了一條適用的途徑。 參 考 文 獻(xiàn) 1 施成華， 彭 立 敏， 趙丹 考 慮時(shí) 空效應(yīng) 的 隧 道 開(kāi) 挖 及 降 土木工程學(xué)報(bào)， 2008 ， 41 水引起的地 層 變形 計(jì) 算J ( 12 : 9196 ( Shi Chenghua， Peng Limin， Zhao Dan Calculation of stratum deformation caused by tunnel excavation

12、and dewatering J China Civil Engineering Journal， 2008 ， 41 ( 12 : 9196 ( in Chinese 2 莫?jiǎng)诐?劉 維 寧， 張 清 圍 巖 的 平 均 站 立時(shí) 間 與 隧 道 初 土木工程學(xué)報(bào)， 2002 ， 35 期支護(hù)設(shè)計(jì) 壓 力 的 確 定J ( 1 : 6267 ( Mo Xuntao， Liu Weining， Zhang Qing Determination of the design pressure and standup time for primary support J China Civil E

13、ngineering Journal， 第 44 卷 第3 期 蘇永華等·錨噴襯砌隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠度計(jì)算 plastic flow J ·119· Tunnelling and Underground Space panelsJ Journal of Structural Engineering， ASCE， 2008 ， 134 ( 10 : 16491656 15 蘇永華， 孫曉 明， 顏 永 國(guó) 基 于 極 限 平衡 的 邊 坡 穩(wěn) 定 概 J 工程 力 學(xué)， 2009 ， 26 率顯式功能 函 數(shù) 逐 步 修正 求 解 ( 3 : 1520 ( Su Yo

14、nghua，Sun Xiaoming，Yan Yongguo Stepwise revises solution of slope stability probability by approximative explicit functional function based on limit J Engineering Mechanics， 2009 ， 26 equilibrium method ( 3 : 1520 ( in Chinese 16 Huh J，Haldar A Stochastic finiteelementbased seismic Journal of Struct

15、ural risk of nonlinear structures J Engineering，ASCE， 2001 ， 127 ( 3 : 323329 17 譚曉慧， 王建國(guó)， 吳禮年， 等 邊 坡 穩(wěn) 定的 非線 性 隨機(jī) 有 J 巖 土工程學(xué)報(bào)， 2007 ， 29 限元加速收 斂 算 法 的 研究 ( 7 : 10301034 ( Tan Xiaohui， Wang Jianguo， Wu Linian，et al Studies on accelerating convergence method in nonlinear stochastic finite element ana

16、lysis of slope J Chinese Journal of Geotechnical Engineering， stability 2007 ， 29 ( 7 : 10301034 ( in Chinese 18 Rabcewicz L V The new Austrian tunnelling method J Water Power， 1964 ， 16 ( 11 : 453456 19 Roussev P Calculation of the displacements and Pacher s rock pressure curve by the associative l

17、aw for the fluidity- Technology， 1998 ， 13 ( 4 : 441451 20 Panet M Recommendation on the convergenceconfinement method R Paris: AFTES ， 2001 : 111 21 Duncan Fama M E Numerical modelling of yield zones in weak rocks C / / Comprehensive Rock Engineering 1993 : 4975 Oxford: Pergamon Press， 22 Hoek E Re

18、liability of HoekBrown estimates of rock mass properties and their impact on design J International Journal of Rock Mechanics and Mining Science，1998 ，35 ( 1 : 6368 23 徐干成， 白 洪 才， 鄭 穎 人， 等 地 下 工程 支 護(hù) 結(jié)構(gòu)M 2001 : 8793 第 1 版 北京: 中國(guó)水利水電出版社， 24 李慶揚(yáng)， M 第 4 版 武 漢: 王能超， 易大義 數(shù) 值 分 析 2001 : 3541 華中理工大學(xué)出版， 25 趙國(guó)藩 工程結(jié)構(gòu)可靠性理論與應(yīng)用 M 第 1 版 大 1996 : 3356 連: 大連理工大學(xué)出版社， 26 張小慶， 康海 貴， 王 復(fù) 明 求 解 隱 式 功 能 函 數(shù) 可 靠 度的 J 大連 理 工 大 學(xué)學(xué)報(bào)， 2003 ， 43 ( 5 : 650一種新方法 653 ( Zhao Xiaoqing，Kang Haigui，Wang Fuming A new method for reliability problem without explicit