基于随机有限元理论的连拱隧道结构可靠性分析.pdfVIP

第32卷第6期 矿 冶 工 程 Vo1．32No6 2012年 12月 M INING AND METALLURGICAL ENGINEERING December2012 基于随机有限元理论的连拱隧道结构可靠性分析① 马云锋 ，唐前松 ，周 勇 ，陈 赘 (1．湖南省高速公路管理局，湖南 长沙410001；2．长沙 工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙410004) 摘 要：应用基于神经网络的随机有限元方法，把截面抗压强度条件视为承载能力的极限状态，把截面受拉开裂条件视为正常使 用的极限状态，进行某高速公路连拱隧道衬砌结构可靠性分析，得出了衬砌结构可靠度指标的分布规律和衬砌结构的概率破坏规 律。按照抗压条件计算，衬砌结构的最小可靠度指标位于拱墙的侧部，而最大可靠度指标位于拱顶部位，说明隧道衬砌结构的受压 破坏容易发生在拱墙的侧部；按照衬砌结构的抗裂条件计算，衬砌结构的最小可靠度指标位于拱顶部位 ，而最大可靠度指标位于拱 墙的侧部，说明隧道衬砌结构的受拉破坏容易从拱顶部位开始，而拱墙侧部广：牛受拉开裂的可能性较小。 关键词：连拱隧道 ；衬砌结构；随机有限元 ；可靠性分析 ；神经网络 中图分类号：U459．2 文献标识码：A 文章编号：0253—6099(2012)06—0005—04 ReliabilityAnalysisofM ulti-archTunnelLiningStructure Basedon StochasticFiniteElementTheory MAYun—feng，TANGQian—song，ZHOUYong，CHENYun (1．HunanExpresswayAdministrativeOffice，Changsha410001，Hunan，China；2．Schoolofr厂r candTransportation Engineering，ChangshaUniversityofScienceTechnology，Changsha410004，Hunan，China) Abstract：Basedon stochasticfiniteelementmethod，reliabilityanalysiswasconducted forlining structuresofsome multi—archhighwaytunnel，bytakingcompressivestrength condition ofcrosssection asthelimitstateforload-bearing capacityandthetensilecrackingconditionofthecrosssectionasanormallimitstate．Asaresult，theruleofreliability indexandfailureprobabilityofrliningstructureswasobtained．Basedon thecalculation in termsofthecompressive strength，theminimum valueofreliability indexfallson thesidewallofthearchwhilethemaximum valueatthearch crown，indicatingthatthecompressivefailureoftheliningstructureispronetooccuratthesidewallofthearch．Onthe contrary，calculationintermsofanti—crackingconditionshowsthemaximum valueofthereliabilityindexonthesidewall and theminimum valueatthearchcrown，indicatingthatthetensilefailureofliningstructureoftunneltendstobestart from thearchcrown． Keywords：multi—archtunnel；lining