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运用VBA和ANSYS计算隧道荷载结构模型的通用程序 被引量:1
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作者 谢立广 杨群 张立 《交通节能与环保》 2019年第5期110-114,119,共6页
随着在役隧道不断增多,各种质量问题和病害凸显,目前行业已普遍关注隧道的健康问题和病害发展机理;对在役隧道进行结构分析和安全验算,于开展相关研究是非常必要的。为便于实现大量复杂各异的结构分析和总结其中规律,本文建立了通用荷... 随着在役隧道不断增多,各种质量问题和病害凸显,目前行业已普遍关注隧道的健康问题和病害发展机理;对在役隧道进行结构分析和安全验算,于开展相关研究是非常必要的。为便于实现大量复杂各异的结构分析和总结其中规律,本文建立了通用荷载结构模型;该模型可根据需要考虑非均布的围岩压力和地层抗力以及不均匀的衬砌厚度等,并在此基础上结合运用EXCEL内附V加载方法,并推导了相关的数学公式,可供设计计算参考。本文研究表明:建立的通用荷载结构模型具有较BA语言、ANSYS软件编制了相应的计算程序,既可用于设计阶段的受力验算,也能便于运营阶段的结构分析;编制的计算程序行之有效,极大地提高了工作效率,今后可利用开展更多的相关研究。 展开更多
关键词 公路隧道 荷载结构模型 VBA ANSYS
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荷载结构模型在拱顶空洞存在情况下的修正 被引量:17
2
作者 应国刚 张顶立 +2 位作者 陈立平 房倩 张成平 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期181-185,共5页
文章以拱顶空洞为例,首先采用模型试验研究了空洞存在下空洞临近范围作用于衬砌结构上的围岩压力荷载的重分布,在此基础上提出了拱顶空洞存在下荷载-结构模型的修正方法,并加以算例分析。得到如下结论:(1)空洞的出现引起空洞临近范围围... 文章以拱顶空洞为例,首先采用模型试验研究了空洞存在下空洞临近范围作用于衬砌结构上的围岩压力荷载的重分布,在此基础上提出了拱顶空洞存在下荷载-结构模型的修正方法,并加以算例分析。得到如下结论:(1)空洞的出现引起空洞临近范围围岩压力荷载的重分布,在空洞两侧出现明显的应力集中;应力集中区的围岩压力荷载先增大后减小。(2)基于围岩压力荷载重分布的研究结果,提出了一种荷载结构模型的修正方法,经算例验证其计算结果与其他文献中室内模型试验的结果一致。(3)在空洞存在的情况下衬砌结构安全性评价中采用修正荷载结构模型比没有修正的模型更利于降低管理风险。 展开更多
关键词 衬砌背后空洞 荷载-结构模型 衬砌结构 围岩压力 荷载重分布
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盾构隧道结构有限元计算中的外荷载模拟方式研究
3
作者 姜海波 《市政技术》 2025年第3期209-214,共6页
有限元计算被广泛应用于盾构法隧道结构设计、施工和运维的各个阶段,为工程决策提供支持。探讨了有限元计算中外荷载模拟方式对隧道受力和变形计算结果的影响,采用通用有限元软件建立了隧道三维精细化非线性有限元模型,在3种典型荷载模... 有限元计算被广泛应用于盾构法隧道结构设计、施工和运维的各个阶段,为工程决策提供支持。探讨了有限元计算中外荷载模拟方式对隧道受力和变形计算结果的影响,采用通用有限元软件建立了隧道三维精细化非线性有限元模型,在3种典型荷载模拟方式下进行了计算,并与足尺试验进行对比验证。研究结果表明,同等荷载条件下的足尺试验和数值模拟结果基本吻合,验证了该模型的准确性;荷载模拟方式对结构的变形和受力计算结果存在显著影响,当结构达到屈服时,不同模拟方式下的竖向极限荷载相对差可达13.8%,同等荷载水平下的收敛变形差值最大可达50 mm以上。该研究成果可为类似盾构隧道结构的数值分析提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 荷载-结构模型 数值计算 结构受力 荷载模拟方式
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洞桩法地铁车站施工力学行为及其修正荷载-结构模型研究 被引量:20
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作者 晏启祥 徐亚军 +1 位作者 刘罡 何寿海 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期165-173,共9页
受周边既有建筑物的影响,对地下车站施工的要求较高。洞桩法因其施工安全可靠、对周围环境影响较小等优点,在复杂建(构)筑物环境中得到了广泛的应用。然而,洞桩法施工力学行为复杂,采用常规荷载-结构模型进行洞桩法地铁车站结构设计时,... 受周边既有建筑物的影响,对地下车站施工的要求较高。洞桩法因其施工安全可靠、对周围环境影响较小等优点,在复杂建(构)筑物环境中得到了广泛的应用。然而,洞桩法施工力学行为复杂,采用常规荷载-结构模型进行洞桩法地铁车站结构设计时,其内力分析结果与实际内力具有一定的差异,由此可能导致结构设计不合理。文章依托北京地铁某洞桩法车站工程,开展了洞桩法施工力学行为模型试验研究与数值模拟分析,揭示了洞桩法地铁车站施工过程中中柱、边桩以及顶拱等位置的内力变化特点,基于荷载-结构模型,提出了洞桩法地铁车站力学分析的修正荷载模式及其对应的荷载-结构模型。 展开更多
关键词 洞桩法 地铁车站 相似模型试验 修正荷载-结构模型
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洞桩法边桩变形的荷载-结构模型 被引量:2
5
作者 袁羊扣 焦有权 +3 位作者 罗沐池 张昊 刘诚斌 范志远 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第1期123-128,共6页
掌握边桩的受力变形规律对洞桩法车站的安全至关重要.基于修正的荷载-结构模型研究洞桩法边桩变形规律,并与现场实测结果进行对比.结果表明:边桩顶至底板的边桩侧向位移呈抛物线形,底板以下的边桩侧向位移基本为零;导洞初支体系能够承... 掌握边桩的受力变形规律对洞桩法车站的安全至关重要.基于修正的荷载-结构模型研究洞桩法边桩变形规律,并与现场实测结果进行对比.结果表明:边桩顶至底板的边桩侧向位移呈抛物线形,底板以下的边桩侧向位移基本为零;导洞初支体系能够承受大部分自身围岩应力,但在计算模型中忽略导洞围岩应力时,应对导洞底部侧压力系数扩大20%;常规荷载-结构模型计算所得的边桩侧向位移整体偏小,经修正的荷载-结构模型计算所得的边桩侧向位移与现场实测数据较为吻合;修正的荷载-结构模型边桩轴力有大幅缩减,边桩剪力和弯矩基本不变. 展开更多
关键词 洞桩法 荷载-结构模型 边桩变形规律
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考虑应力拱效应的隧道荷载-结构模型 被引量:4
6
作者 尹蓉蓉 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第3期229-235,共7页
针对常用的荷载-结构法模型计算所得的隧道衬砌内力与变形比衬砌实际承受的内力和变形偏大这一问题,以地层-结构法计算所得隧道衬砌受力、变形的结果为参照,通过计算确定拉弹簧与压弹簧分界点的位置以及拉压弹簧弹性抗力系数之间的比例... 针对常用的荷载-结构法模型计算所得的隧道衬砌内力与变形比衬砌实际承受的内力和变形偏大这一问题,以地层-结构法计算所得隧道衬砌受力、变形的结果为参照,通过计算确定拉弹簧与压弹簧分界点的位置以及拉压弹簧弹性抗力系数之间的比例关系,建立一种新的荷载-结构法计算模型,该模型在拱顶设置拉弹簧模拟应力拱效应,其余部位设置压弹簧.计算表明:与传统的荷载-结构法模型相比,考虑应力拱效应的荷载-结构模型在拱顶处设置的拉弹簧可以明显地改变隧道衬砌在拱顶处的受力情况;拉弹簧设置范围内隧道衬砌受力改变比较明显,在压弹簧范围内,离拉弹簧越远处隧道衬砌受力的改变越小;拉弹簧弹性抗力系数与压弹簧弹性抗力系数之比在1/2~2(深埋)、1/3~2/3(浅埋)时,考虑应力拱效应的荷载-结构计算模型对隧道衬砌弯矩的计算结果与用地层-结构模型计算的隧道衬砌弯矩趋于一致,但在数值上两者并不相等,荷载-结构法的计算结果要比地层结构法的计算结果大. 展开更多
关键词 公路隧道 应力拱效应 荷载-结构模型 弹性抗力系数
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荷载——结构模型在盾构管片内力计算中应用的探讨 被引量:4
7
作者 孙文昊 《铁道勘测与设计》 2006年第1期43-46,53,共5页
荷载——结构模型是目前国内盾构管片内力计算的主要方法之一,但是由于不同设计机构采用的具体计算方法不同,使得计算结果差别较大。对荷载——结构模型下的几种常用具体计算方法进行了比较分析,得出几点结论,以供设计人员参考。
关键词 盾构隧道 管片内力 荷载——结构模型
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荷载-结构模型在黄土隧道二次衬砌设计中的应用 被引量:1
8
作者 周笑 彭阳 《四川建筑》 2007年第5期93-94,共2页
目前,隧道结构设计所采用的计算模型主要有两类:一是岩体力学模型,二是荷载-结构模型。对于荷载-结构模型来说,他是否接近实际,关键是对支护结构所受荷载大小及分布形态的正确估算。为此,针对修建在黄土这一特殊地质条件下的复合式衬砌... 目前,隧道结构设计所采用的计算模型主要有两类:一是岩体力学模型,二是荷载-结构模型。对于荷载-结构模型来说,他是否接近实际,关键是对支护结构所受荷载大小及分布形态的正确估算。为此,针对修建在黄土这一特殊地质条件下的复合式衬砌隧道,采用两种不同的荷载模式对二次衬砌进行计算,得到了黄土隧道二次衬砌较合理的荷载模式,这为以后类似的工程积累了经验。 展开更多
关键词 结构设计 荷载-结构模型 黄土隧道 复合式衬砌 荷载模式
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地铁地下结构荷载-结构模型反应谱法抗震性能分析 被引量:2
9
作者 张驰 徐赞 +1 位作者 张增 吴道勇 《城市建筑》 2020年第2期129-130,133,共3页
结合荷载—结构法和反应谱法各自优点,本文提出了地下结构抗震分析更加高效便捷的荷载—结构模型反应谱法。为证明该方法的有效性,本文以昆明地铁4号线某地下三层岛式车站为例进行抗震分析,结果表明,荷载—结构模型反应谱法计算结果符... 结合荷载—结构法和反应谱法各自优点,本文提出了地下结构抗震分析更加高效便捷的荷载—结构模型反应谱法。为证明该方法的有效性,本文以昆明地铁4号线某地下三层岛式车站为例进行抗震分析,结果表明,荷载—结构模型反应谱法计算结果符合地震作用时地下车站受力及变形特点。同时,计算表明该方法也能够用于强震作用下的地下结构安全性分析。 展开更多
关键词 地下结构 荷载结构模型 反应谱法
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基于荷载-结构模型对开裂二衬结构的安全性评价 被引量:2
10
作者 刘怀荣 赵斐 +3 位作者 何磊 刘永智 俞森山 李德武 《甘肃科技》 2019年第7期64-67,共4页
以兰新高铁祁连山隧道二衬裂纹为研究对象,根据铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定,对隧道主要裂缝进行安全评价,给出安全等级;同时基于荷载-结构模型理论,应用ANSYS有限元分析软件,对开裂缺陷二衬结构进行承载力计算,得出加固补强... 以兰新高铁祁连山隧道二衬裂纹为研究对象,根据铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定,对隧道主要裂缝进行安全评价,给出安全等级;同时基于荷载-结构模型理论,应用ANSYS有限元分析软件,对开裂缺陷二衬结构进行承载力计算,得出加固补强前隧道抗压、抗裂安全系数,可为类似隧道二衬裂缝结构的安全性评价以及加固治理提供参考。 展开更多
关键词 二衬裂缝 荷载-结构模型 数值模拟 安全性评价
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铁路隧道内无砟轨道上拱变形模型及其应用研究
11
作者 赵国堂 李晨曦 +2 位作者 宋慧来 赵磊 赵一馨 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期101-111,共11页
隧道在复杂地质和高水压环境下易产生衬砌裂损、渗漏水及隧底变形等病害,尤其是隧底隆起,对铁路安全和轨道平顺性构成威胁。提出水是隧底隆起的源头,基于水致泥岩膨胀与高水压对隧底及衬砌结构局部作用效应,构建隧底结构-荷载模型,并建... 隧道在复杂地质和高水压环境下易产生衬砌裂损、渗漏水及隧底变形等病害,尤其是隧底隆起,对铁路安全和轨道平顺性构成威胁。提出水是隧底隆起的源头,基于水致泥岩膨胀与高水压对隧底及衬砌结构局部作用效应,构建隧底结构-荷载模型,并建立有限元模型分析不同隧底围压下结构变形与层间损伤。计算结果表明:隧底围压增加导致结构层间及施工缝界面黏结失效迅速发展,轨道高低、水平、三角坑不平顺性增大,节段挤出效应显著;双线隧道更易发生显著的结构及轨道变形,单线隧道在相同条件下可减少80%隆起量;仰拱厚度不足加剧结构变形和层间离缝,仰拱隆起与无砟轨道上拱变形呈非线性,双线隧道仰拱厚度不足0.2 m时,结构隆起与上拱变形快速增加,层间黏结破坏的临界围压由厚度0.6 m的1.3 MPa降至厚度0.3 m的0.9 MPa。计算结果验证了结构-荷载模型的科学性,其揭示的隆起与上拱变形规律对铁路设计、建造与运维具有重要作用。 展开更多
关键词 隧道仰拱隆起 隧底围压 结构-荷载模型 轨道上拱变形 层间伤损
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荷载-结构模型常用内力计算方法对比研究 被引量:1
12
作者 敬耀辉 《黑龙江科学》 2022年第4期36-37,共2页
为做好地铁工程隧道设计,介绍了地下结构计算中常用的荷载-结构模型,提出了管片内力的4种计算方法,即惯用法、修正惯用法、多铰圆环法、梁-弹簧模型法,并进行了4种计算方法的对比,得出修正惯用法为常用方法。
关键词 荷载-结构模型 内力计算 管片设计 修正惯用法
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隧道衬砌纵向裂缝对结构力学形变与安全特性的影响研究
13
作者 杨治军 王永刚 +1 位作者 刘泾堂 胡金鑫 《岩土工程技术》 2025年第2期177-184,共8页
为了研究运营隧道纵向裂缝发育性状对二次衬砌结构受力及形变特征的影响规律,根据隧道裂缝调查结果建立衬砌结构的荷载–结构计算模型,并进行带裂缝衬砌结构的受力变形分析。结果表明:衬砌开裂导致支护结构(除仰拱外)的受力(弯矩绝对值... 为了研究运营隧道纵向裂缝发育性状对二次衬砌结构受力及形变特征的影响规律,根据隧道裂缝调查结果建立衬砌结构的荷载–结构计算模型,并进行带裂缝衬砌结构的受力变形分析。结果表明:衬砌开裂导致支护结构(除仰拱外)的受力(弯矩绝对值)减小,裂缝深度增加使得结构弯矩出现两次突变,造成局部应力瞬间损失,但衬砌厚度的增加一定程度减缓了应力损失;拱顶与拱肩附近裂缝处结构变形较为严重,结构安全系亦显著降低,当裂缝深度占比衬砌厚度约70%时(拱顶开裂时占比约40%),衬砌结构安全系数降低至零,且随着裂缝数量增加,衬砌结构整体安全性呈线性降低。可见,衬砌裂缝发育到一定程度时,结构整体安全系数小于设计规范所规定的下限值,对起拱线以上裂缝应及时探明裂缝深度并控制其变形,起拱线以下裂缝处易发生压碎破坏,应及时补强支护,以抵抗拱脚上部衬砌结构的下压力,对运营隧道衬砌病害处治具有理论指导意义。 展开更多
关键词 裂缝性状 荷载结构模型 力学形变 安全系数
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隧道仰拱参数对衬砌结构受力变形的影响研究
14
作者 杨治军 王永刚 +2 位作者 刘泾堂 胡金鑫 邱成虎 《甘肃科学学报》 2025年第1期85-91,共7页
为了研究隧道仰拱参数对二次衬砌结构力学、形变特征的影响规律,建立不同围岩条件下的衬砌荷载-结构计算模型,并进行了衬砌结构受力变形分析。结果表明:隧道净空断面为三心圆时,随着仰拱深度增加,衬砌结构内力(弯矩、剪力、轴力)和变形... 为了研究隧道仰拱参数对二次衬砌结构力学、形变特征的影响规律,建立不同围岩条件下的衬砌荷载-结构计算模型,并进行了衬砌结构受力变形分析。结果表明:隧道净空断面为三心圆时,随着仰拱深度增加,衬砌结构内力(弯矩、剪力、轴力)和变形均逐渐减小,且拱脚处衬砌内力减小幅度最为显著。结合不同仰拱深度条件下衬砌弯矩、剪力的拟合结果,发现三心圆断面仰拱深度在225~235 cm之间(仰拱矢跨比为1/5)时,衬砌结构受力最小。在不同围岩条件下,衬砌结构变形量随着仰拱深度增加而减小,且减小幅度也逐渐变小,发现仰拱结构轴力最大值分布位置与围岩作用条件存在一定相关性。研究结果对隧道衬砌结构设计具有指导意义。 展开更多
关键词 隧道仰拱参数 荷载-结构模型 衬砌内力 衬砌变形
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膨胀岩土地层盾构隧道管片结构荷载及内力特征 被引量:15
15
作者 方勇 符亚鹏 +1 位作者 齐春 何川 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期56-63,共8页
选取成都地铁2号线ZCK40+805.8隧道断面为目标断面,在管片上布设土压力盒、水压力计和混凝土应变计,对具有弱膨胀性的强—中风化泥岩地层盾构隧道施工过程中管片结构的荷载及内力特征进行跟踪测试。分析测试数据可知:脱环初期管片结构... 选取成都地铁2号线ZCK40+805.8隧道断面为目标断面,在管片上布设土压力盒、水压力计和混凝土应变计,对具有弱膨胀性的强—中风化泥岩地层盾构隧道施工过程中管片结构的荷载及内力特征进行跟踪测试。分析测试数据可知:脱环初期管片结构水压力变化较大,在管片拼装60环后,水压力开始缓慢增加,隧道贯通后的最终水压力低于理论静水压力;管片结构土压力的实测值小于理论值,它反映了注浆层、地层水土压力等因素对结构主体的共同作用;管片结构内力的稳定需要时间较长,最大内力值出现在隧道贯通后。管片结构内力的实测值与理论计算值的对比分析表明,在该地层中应用荷载—结构模型进行管片结构内力分析时,若采用水土合算方法计算荷载,无须考虑地层膨胀力的作用。 展开更多
关键词 膨胀岩土 盾构隧道 荷载-结构模型 荷载 内力
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山东省结构设计竞赛一等奖模型设计分析 被引量:11
16
作者 张佳 吴立香 +2 位作者 彭扬波 曲淑英 侯兴民 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2011年第4期77-79,共3页
以山东省高校第三届结构设计大赛获奖作品为模型,介绍了从模型、加载装置设计、加工、分析及静动加载的全过程,最后通过理论分析,验证了结构的强度及稳定性.设计大赛对开拓大学生的视野,拓宽大学生创新平台,引领大学生创新实践思维助益... 以山东省高校第三届结构设计大赛获奖作品为模型,介绍了从模型、加载装置设计、加工、分析及静动加载的全过程,最后通过理论分析,验证了结构的强度及稳定性.设计大赛对开拓大学生的视野,拓宽大学生创新平台,引领大学生创新实践思维助益良多,值得推广. 展开更多
关键词 水平荷载 竖向荷载 结构模型试验 ANSYS有限元分析
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双排桩支护结构的计算模型对比分析 被引量:2
17
作者 蔡建华 仇明 卢艺伟 《工程技术研究》 2020年第12期19-20,共2页
文章以一基坑项目为工程背景,运用MIDAS软件建立了双排桩支护结构的荷载结构模型、地层结构模型,并与规范推荐的方法进行对比分析,得出了双排桩支护结构稳定可靠的结论,对类似工程有借鉴意义.
关键词 双排桩 支护结构 荷载结构模型 地层结构模型
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修正增量法对PBA地铁车站计算模型分析及研究
18
作者 李哲 刘飞 +2 位作者 靳天睿 李月阳 陈滔 《北京建筑大学学报》 2024年第4期112-122,共11页
通过对洞桩法地铁车站建造过程进行梳理,对传统增量法计算模型进行了理论分析。传统增量法计算模型(荷载结构模型)线性叠加时各施工阶段内力的思路不能完全反映实际车站结构体系的非线性特征。因此,借鉴地层结构模型的应力历史概念,提... 通过对洞桩法地铁车站建造过程进行梳理,对传统增量法计算模型进行了理论分析。传统增量法计算模型(荷载结构模型)线性叠加时各施工阶段内力的思路不能完全反映实际车站结构体系的非线性特征。因此,借鉴地层结构模型的应力历史概念,提出了修正增量法计算模型,通过内力继承和重新迭代平衡来反映车站结构体系的内力调整及重分布。通过工程案例的定量计算和对比分析研究,结果表明修正增量法计算模型能够解决传统增量法计算模型的问题。建议在洞桩法地铁车站工程中同时使用修正增量法模型和传统增量法模型进行结构设计计算,并综合对比结果确定最终的合理设计指标。 展开更多
关键词 洞桩法 地铁车站 荷载结构模型 增量法 修正增量法
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“荷载增量法”在地下车站结构计算中的运用——采用SAP84有限元程序模拟施工过程进行计算 被引量:3
19
作者 唐勇 《四川建材》 2005年第2期42-45,共4页
本文以一个地铁车站的计算分析过程来讲述用“荷载增量法”模拟施工过程并采用SAP84有限元程序建立荷载-结构模型的内容,总结一些要点,供大家设计时参考与指正。
关键词 荷载增量法 分步叠加 荷载-结构模型
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基于荷载-结构法隧道二衬结构安全分析
20
作者 章乐 龙家春 《江西公路科技》 2019年第4期45-48,共4页
本文以江西省新余市某隧道为工程背景,针对二次衬砌施工过程中存在的钢筋数量达不到设计要求等质量问题,对工程存在的安全风险进行分析,根据相关规范确定结构安全的控制指标,在此基础上通过建立荷载-结构模型,运用有限元数值模拟软件对... 本文以江西省新余市某隧道为工程背景,针对二次衬砌施工过程中存在的钢筋数量达不到设计要求等质量问题,对工程存在的安全风险进行分析,根据相关规范确定结构安全的控制指标,在此基础上通过建立荷载-结构模型,运用有限元数值模拟软件对结构的受力进行计算分析,并对结构的安全性作出评价,提出后期维护的改进措施建议,为隧道类似质量问题评价及维护提供参考. 展开更多
关键词 隧道二衬 荷载-结构模型 数据模拟 结构安全评价
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