基于随机有限元的隧道衬砌结构可靠性分析 海 洪 (沈阳建筑大学土木工程学院 ,沈阳 110168 ) 郭 鹏 (石家庄铁道学院高专分院 ,石家庄 050043 ) 王 新 万明富 张兆杰 (辽宁省交通勘测设计院 ,沈阳 110005 ) 摘 要 结合广州地铁三号线大塘站 ～沥窖站区间盾构隧道的实际情况 ,采用荷载 -结 构模式与蒙特卡罗 -有限元法 ,选取不同的随机变量统计特征 ,进行了隧道衬砌结构可靠性分 析 ,得出了隧道衬砌各截面处的抗压可靠指标与抗裂可靠指标 。研究结果表明 :拱顶处的轴力 对上部水压最为敏感 ,弯矩对侧压力系数最为敏感 ,工程的支护体系能够满足目标可靠指标要 求 ,具有足够的安全储备 。 关键词 盾构隧道 随机有限元 可靠度 数值模拟 1 引 言 采用传统的有限元方法进行地下结构分析时 , 材料性能 、几何参数 、边界条件和荷载等都是确定 的
给出了软化材料弹塑性有限元分析的基本算法:选用显式Euler法作为本构积分方案;在结构未达到极限荷载前采用初应力法配合Thomas加速方案作为平衡迭代方法;而当结构接近极限荷载时,程序转换为弧长法控制迭代,使结构越过极值点进入软化区直至破坏。最后,讨论了该领域面临的重要问题——由于材料软化而导致的应变局部化现象及其有限元模拟。
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