在役隧道结构多失效模式时变可靠性研究

论文摘要

隧道衬砌结构服役寿命期内的可靠性研究对隧道安全管理具有重要意义。对于混凝土衬砌而言,在服役过程中受到多种时变因素的共同作用,结构存在多种失效模式。为此,提出基于抗力衰减控制、最大裂缝宽度控制和混凝土碳化深度控制的多失效模式的服役隧道衬砌结构时变可靠度分析方法,采用概率故障树模型构建衬砌多失效模式系统可靠度分析模型,利用JC法计算结构的可靠度指标和失效概率,分析衬砌结构可靠度服役期内的变化规律和不同失效模式对可靠性的影响。将该方法进一步应用于某一病害隧道的可靠度分析中,结果表明:随着服役时间的不断增长,结构的可靠度指标不断降低,且多失效模式下的结构失效概率高于单一失效模式。拱顶处相比于其他位置失效概率较高,抗力衰减失效模式对结构可靠性影响最大。模型可以较为合理地反映结构的可靠度水平及变化规律,为衬砌结构可靠性评价提供一种科学合理的参考方法。

论文目录

• 1 可靠性功能函数
•   1.1 基于衬砌抗力衰减的时变可靠度功能函数
•     （1） 截面抗压强度控制承载力时, 衬砌截面时变可靠度极限状态方程为
•     （2） 截面抗拉强度控制承载力时, 衬砌截面时变可靠度极限状态方程为
•   1.2 基于混凝土最大裂缝宽度的功能函数
•   1.3 基于混凝土碳化深度的功能函数
• 2 多失效模式的故障树模型
• 3 实例分析
•   3.1 建立有限元模型
•   3.2 参数确定
•   3.3 衬砌系统可靠性计算及结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王景春,王大鹏

关键词: 隧道,衬砌可靠性,时变可靠度,多失效模式,故障树模型

来源: 铁道标准设计 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 石家庄铁道大学土木工程学院

基金: 国家自然科学基金(51608336)

分类号: U457

DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954.201810260003

页码: 91-96

总页数: 6

文件大小: 276K

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