基于截面极限承载力曲线的衬砌厚度减薄研究

作     者：孙明社 韩贺庚 吴旭 夏勇 孙作强 Sun Mingshe;Han Hegeng;Wu Xu;Xia Yong;Sun Zuoqiang

作者机构：北京交通大学北京100044 蒙西华中铁路股份有限公司北京100073 中国铁路设计集团有限公司天津300142 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51738002) 

出 版 物：《土木工程学报》 (China Civil Engineering Journal)

年 卷 期：2020年第53卷第S1期

页      码：325-331,354页

摘      要：复合式衬砌结构的优化设计是隧道工程技术的重要研究课题之一。衬砌厚度过大、配筋过密,不仅造成经济浪费,还可能导致衬砌容易开裂。依托蒙华铁路隧道工程,通过现场试验和理论分析的方法,研究衬砌厚度减薄的可行性。首先,基于衬砌截面极限承载力曲线的概念,提出以抗弯安全系数评价衬砌安全性的方法。其次,根据现场试验得到的衬砌截面内力监测值,揭示了衬砌厚度减薄前、后,截面内力的变化特征,得到减薄衬砌厚度,衬砌截面的抗弯安全系数增大,抗弯安全性有所提高。最后,通过有限元数值计算,验证了现场监测得到的主要结果,即初期支护加强、衬砌减薄的复合式衬砌结构优化设计是可行的。研究结果表明,在隧道衬砌设计时,厚度设计过大会使其截面刚度过大,抗弯安全系数反而会减小,衬砌容易发生开裂破坏,适当减薄衬砌厚度,有利于保证其抗弯安全性。研究成果对复合式衬砌结构的设计具有一定的参考意义。

主 题 词：复合式衬砌 厚度减薄 衬砌安全性 极限承载力曲线 抗弯安全系数 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.15951/j.tmgcxb.2020.s1.051

馆 藏 号：203101579...