落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法技术

本发明专利技术公开了一种落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法，其包括构建拱形明洞结构极限承载力模型、落石对拱形明洞的冲击荷载模型和落石冲击下具有回填土拱形明洞结构的极限状态方程；根据极限状态方程，采用一次二阶矩方法中的JC法计算拱形明洞的结构可靠指标；判断结构可靠指标是否满足结构可靠指标等于目标可靠指标及结构可靠指标大于目标可靠指标且超出目标可靠指标的值小于或等于设定阈值，若满足，则所选结构设计参数和回填土厚度设计的拱形明洞结构概率可靠度满足设计要求；若不满足，则调整修建拱形明洞的结构设计参数和/或回填土厚度，直至所选结构设计参数和回填土厚度设计的拱形明洞结构概率可靠度满足设计要求。

Under the rockfall impact backfill arch structure reliability design method of tunnel

The invention discloses a rockfall impact backfill soil arch structure of open tunnel probability reliability design method, which includes a back arch structure of open tunnel fill limit state equation to construct the limit bearing capacity of structure model, the arch tunnel of rockfall impact load model and arch tunnel of rockfall impact; according to limit state equation, the structural reliability index the calculation of arch by JC a two Myungdong order moment method in structural reliability index; determine whether meet the structural reliability index is equal to the target reliability index and reliability index is greater than the target reliability index and target reliability index value is less than or equal to the threshold, if satisfied, then the selected design parameters and backfill of arch the structure reliability probability of thickness design to meet the design requirements; if not, adjust the design parameters to build the tunnel arch And / or backfill thickness, until the selected design parameters and backfill of arch structure of open tunnel design reliability probability thickness to meet the design requirements.

【技术实现步骤摘要】
落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法
本专利技术涉及拱形明洞结构设计
，具体涉及一种落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法。
技术介绍
拱形明洞是一种有效的防护工程，工程应用前景广阔。相对于拱形明洞的工程应用，明洞结构遭受落石冲击力的计算方法长期停留在半经验半理论水平，《铁路隧道设计规范》以及《铁路隧道极限状态法设计暂行规范》中，由于缺乏落石冲击荷载的统计特征及分布类型，并且对落石冲击下结构失效模式及极限承载力不明确，而无法进行结构可靠度分析与设计。对落石冲击下拱形明洞结构受力机理进行有效评判，进而采取合理的结构设计，是目前山区交通工程建设中亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法解决了现有技术中不能对落石冲击下具有回填土的拱形明洞结构失效概率进行计算的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：提供一种落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法，其包括：根据拱形明洞的结构设计参数，构建拱形明洞结构极限承载力模型；根据拱形明洞所在工程环境特点及历史落石规模，本文档来自技高网...

【技术保护点】
落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法，其特征在于，包括：根据拱形明洞的结构设计参数，构建拱形明洞结构极限承载力模型；根据拱形明洞所在工程环境特点及历史落石规模，构建落石对拱形明洞的冲击荷载模型：S＝310470.138‑3502.661H+333713.367W‑116763.207hW‑6193.939HW+21537.603HW/h     (B≤10m)S＝‑280752.598+583400.032W+853871.363h‑2928.235hH‑205865.871hW‑5591.065HW+24907.165HW/h    (B＞10m)其中，W为落石重量；H为落石高度...

【技术特征摘要】
1.落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法，其特征在于，包括：根据拱形明洞的结构设计参数，构建拱形明洞结构极限承载力模型；根据拱形明洞所在工程环境特点及历史落石规模，构建落石对拱形明洞的冲击荷载模型：S＝310470.138-3502.661H+333713.367W-116763.207hW-6193.939HW+21537.603HW/h(B≤10m)S＝-280752.598+583400.032W+853871.363h-2928.235hH-205865.871hW-5591.065HW+24907.165HW/h(B＞10m)其中，W为落石重量；H为落石高度，W和H在设定范围内服从均匀分布；S为落石对拱形明洞的冲击荷载；h为回填土厚度；B为拱形明洞最大净跨度；根据拱形明洞极限承载力与落石对拱形明洞的冲击荷载，构建落石冲击下具有回填土拱形明洞结构的极限状态方程；根据极限状态方程，采用一次二阶矩方法中的JC法计算拱形明洞的结构可靠指标；当结构可靠指标等于目标可靠指标及结构可靠指标大于目标可靠指标且超出目标可靠指标的值小于或等于设定阈值时，则所选结构设计参数和回填土厚度设计的拱形明洞结构概率可靠度满足设计要求；以及当结构可靠指标小于目标可靠指标及结构可靠指标大于目标可靠指标且超出目标可靠指标的值大于设定阈值时，则调整修建拱形明洞的结构设计参数和/或回填土厚度，直至所选结构设计参数和回填土厚度设计的拱形明洞结构概率可靠度满足设计要求。2.根据权利要求1所述的落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法，其特征在于，所述极限承载力模型的计算公式为：其中，ρ为受拉钢筋配筋率；fy为受拉钢筋的抗拉强度；fc为混凝土轴心抗压强度；d为拱形明洞拱顶的破坏区域的有效厚度；R为拱形明洞结构极限承载力。3.根据权利要求2所述的落石冲击下有回填土拱形明洞结构概率可靠度设计方法，其特征在于，所述极限状态方程为：

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉锁，吴正群，唐建辉，郭春，冯高飞，李正辉，王涛，何俊男，周良，徐铭，吴浩，王志龙，李俊杰，杨超，曾宏飞，王琦，王岩，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51