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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (12): 2287-2297.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.12.009
倪佳泽1, 李翔2, 张晋彰3, 黄宏伟1, *
NI Jiaze1, LI Xiang2, ZHANG Jinzhang3, HUANG Hongwei1, *
摘要: 为解决海底隧道穿越断裂带过程中因围岩变异性高和隧道上覆海水持续补给导致结构安全风险分析复杂的难题,提出一套结构安全风险分析框架。首先,基于青岛胶州湾第二海底隧道,统计分析其海域段所穿越的10个断裂带上的6个参数,构建1个包含1 970组数据的断裂带数据库,并基于此提出荷载指数和柔度指数来分别定量表征隧道上方荷载大小和围岩抵抗变形的能力;其次,基于经现场监测数据验证的三维数值模型,以荷载指数和柔度指数2个指数为输入,以隧道最大拱顶沉降为输出,训练得到Kriging响应面,并进行可靠度分析;再次,结合响应面和可靠度分析,划分5个结构安全风险等级,建立2个指数与风险等级之间的关系;最后,基于先验数据,将2个指数用于青岛胶州湾第二海底隧道穿越f12断裂带风险分析,得到3线各监测断面上的拱顶沉降及对应的结构安全风险等级。研究结果表明: 1)荷载指数和柔度指数分别近似服从正态分布和对数正态分布,相关系数为-0.483; 2)海域段隧道穿越断裂带拱顶沉降20 mm的超越概率为5.28%; 3)该结构安全风险等级快速评估方法在工程现场应用准确率高达90.47%。