考虑温度影响的隧道初期支护安全性评估方法研究

摘要

隧道施工中，利用支护位移的监控量测数据及时地进行支护结构的安全性评价是隧道动态设计的关键，对保证隧道结构的安全具有重要意义。在隧道监控量测参数中，支护位移由于测量方便、花费低和可信度高，在工程实践中被广泛采用。 本文针对以位移为基础的隧道支护结构安全性分析方法，探讨了喷射混凝土温度变形对隧道安全性的影响。叙述了喷射混凝土的温度场的特性，推导了考虑温度时支护内力的计算公式，给出了支护结构截面失效的功能函数，并进行了工程实例分析。 分析结果表明，考虑温度使隧道支护结构的可靠指标有所降低，不考虑温度的计算结果是偏于不安全的。温度对可靠指标的影响，在温差不大时，影响不显著，温差较大时，影响较为明显，因此在实际工作中有必要考虑温度的影响。 本文的工作提高并完善了施工期隧道喷射混凝土支护安全性评价位移方法。

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致谢

第l章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2研究历史及现状

1.2.1 “位移法”的思想与进展

1.2.2 混凝土温度场的研究现状

1.3本文的研究内容

第2章喷射混凝土温度的影响

2.1温度场的基本方程及基本参数

2.1.1 温度场的基本概念

2.1.2 热传导微分方程

2.1.3 温度场的初始条件和边界条件

2.1.4 温边界条件的近似处理

2.1.5 温混凝土的热学性能

2.1.6 气温

2.2圆形隧洞的温度场

2.2.1 计算模型的选取

2.2.2 圆形隧洞的温度场

2.2.3 喷射混凝土温度应力

2.3平壁导热模型近似计算岩体表面温度

2.4温度变化引起的喷层应变

2.4.1 轴向伸缩

2.4.2 纯弯变形

2.5本章小结

第3章结构功能函数

3.1功能函数的建立

3.2喷射混凝土层的总应变

3.2.1 沿喷层中性轴的总应变

3.2.2 曲率总应变

3.3随机变量的概率特征

3.3.1 支护位移的不确定性

3.3.2 喷层厚度的不确定性

3.3.3 喷射混凝土材料性能的不确定性

3.4可靠指标计算

3.5本章小结

第4章工程实例分析

4.1砒霜坳隧道

4.1.1 工程概况

4.1.2 计算参数

4.1.3 计算结果

4.2省界隧道

4.2.1 工程概况

4.2.2 计算参数

4.2.3 计算结果

4.3南京地铁隧道

4.3.1 工程概况

4.3.2 计算参数

4.3.3 计算结果

4.4计算结果分析

第5章结论与展望

5.1结论

5.2进一步工作的展望

参考文献

作者简历