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隧道建设(中英文) ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (7): 1177-1186.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2022.07.006
陈海军1, 张聚文1, 孙志彬2, *, 傅鹤林3
(1. 中铁隧道勘察设计研究院有限公司, 广东 广州 511458; 2. 合肥工业大学汽车与交通工程学院, 安徽 合肥 230009; 3. 中南大学土木工程学院, 湖南 长沙 410075)
Reliability Study of Shield Tunnel Face Based on UpperLimit Analysis and Random Response Surface Method
CHEN Haijun1, ZHANG Juwen1, SUN Zhibin2, *, FU Helin3
(1. China Railway Tunnel Consultants Co., Ltd., Guangzhou 511458, Guangdong, China;
2. School of Automotive and Transportation Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, Anhui, China; 3. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, Hunan, China)
摘要: 为更全面准确评估孔隙水压力作用下盾构隧道掌子面的稳定性,提出一种基于极限分析原理的双对数螺旋线破坏机构为确定性模型,结合随机响应面原理的可靠度分析方法。该方法以孔隙水压力系数表示地下水引起的孔隙压力变化,通过上限分析得到隧道掌子面的安全系数; 运用拉丁超立方技术对安全系数进行抽样,建立基于Hermite多项式展开的近似极限状态方程,在验证响应面有效性的基础上,进一步采用蒙特卡洛模拟法获取隧道掌子面失效概率特征。利用该方法分析了土体参数变异性、地下水位以及支护力对掌子面失效概率的影响,并将其应用于湘江隧道掌子面的可靠性研究中。结果表明: 该方法可以有效地评估隧道掌子面的可靠性,并可为隧道掌子面支护力的选取提供理论参考。