【技术实现步骤摘要】
膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法
本专利技术涉及隧道可靠性分析
，尤其涉及一种膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法。
技术介绍
目前，对膨胀岩隧道可靠性分析中，通常把围岩的受力特征简化为弹性体，把围岩的膨胀力简化为一个作用于支护结构上的附加荷载，进而分析膨胀岩隧道初期支护阶段的可靠性。但是，这种分析方式往往忽视了松动圈对隧道初期支护的影响，因为实际工程中围岩材料特性并不是简单的弹性体，而是存在破坏后的塑性变形，并且这种分析方式难以反映出围岩膨胀变形的演化特征对可靠性分析的影响。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，不仅能够反映出膨胀岩隧道围岩的弹性变形和塑性变形，还能够反映出膨胀时间对应力应变状态的影响，从而能够提高可靠性分析结果的准确性。为达到上述目的，本专利技术实施例提出了一种膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，包括以下步骤：获取膨胀岩隧道围岩的变量参数；基于弹-塑-膨围岩...
【技术保护点】
1.一种膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取膨胀岩隧道围岩的变量参数；/n基于弹-塑-膨围岩本构模型和所述变量参数判断所述膨胀岩隧道围岩在初期支护阶段是否存在塑性区；/n若所述膨胀岩隧道围岩的在初期支护阶段不存在塑性区，则根据所述弹-塑-膨围岩本构模型和所述变量参数求解所述膨胀岩隧道围岩的弹-膨胀区解；/n若所述膨胀岩隧道围岩在初期支护阶段存在塑性区，则根据所述弹-塑-膨围岩本构模型和所述变量参数求解所述膨胀岩隧道围岩的塑性区解和弹性区解；/n根据所述膨胀岩隧道围岩的弹-膨胀区解、塑性区解和弹性区解得到所述膨胀岩隧道围岩的弹-塑-膨围岩隧...
【技术特征摘要】
1.一种膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取膨胀岩隧道围岩的变量参数；
基于弹-塑-膨围岩本构模型和所述变量参数判断所述膨胀岩隧道围岩在初期支护阶段是否存在塑性区；
若所述膨胀岩隧道围岩的在初期支护阶段不存在塑性区，则根据所述弹-塑-膨围岩本构模型和所述变量参数求解所述膨胀岩隧道围岩的弹-膨胀区解；
若所述膨胀岩隧道围岩在初期支护阶段存在塑性区，则根据所述弹-塑-膨围岩本构模型和所述变量参数求解所述膨胀岩隧道围岩的塑性区解和弹性区解；
根据所述膨胀岩隧道围岩的弹-膨胀区解、塑性区解和弹性区解得到所述膨胀岩隧道围岩的弹-塑-膨围岩隧道理论解；
根据所述弹-塑-膨围岩隧道理论解建立可靠性功能函数；
根据所述可靠性功能函数分析所述膨胀岩隧道初期支护阶段的可靠度。
2.根据权利要求1所述的膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，其特征在于，所述变量参数包括确定性变量参数和随机性变量参数，其中，所述确定性变量参数为所述膨胀岩隧道的支护参数，所述随机性变量参数为所述膨胀岩隧道围岩的力学参数。
3.根据权利要求2所述的膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，其特征在于，基于弹-塑-膨围岩本构模型和所述变量参数判断所述膨胀岩隧道围岩在初期支护阶段是否存在塑性区，包括：
假设所述膨胀岩隧道围岩在初期支护阶段存在所述塑性区；
根据所述假设将所述膨胀岩隧道围岩分为塑性区和弹-膨胀区，其中，所述塑性区和所述弹-膨胀区交界处的径向应力关于所述塑性区半径构成第一方程；
根据所述弹-塑-膨围岩本构模型，以及所述膨胀岩隧道围岩在塑性区条件下的边界条件和基本方程得到所述弹-膨胀区的径向应力方程；
根据所述第一方程和所述弹-膨胀区的径向应力方程，以及所述变量参数得到所述塑性区半径，以及所述塑性区和所述弹-膨胀区交界处的径向应力；
若所述塑性区半径不超过所述膨胀岩隧道的半径或所述塑性区和所述弹-膨胀区交界处的径向应力不超过所述膨胀岩隧道围岩在初期支护阶段的支护力，则所述假设不成立，反之则所述假设成立。
4.根据权利要求3所述的膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，其特征在于，所述基本方程包括平衡微分方程和几何方程，其中，
所述平衡微分方程为：
所述几何方程为：
其中，σr为所述膨胀岩隧道围岩的径向应力，σθ为所述膨胀岩隧道围岩的环向应力，εθ为所述膨胀岩隧道围岩的环向应变，εr为所述膨胀岩隧道围岩的径向应变，ur为所述膨胀岩隧道围岩的径向位移。
5.根据权利要求3所述的膨胀岩隧道初期支护阶段可靠性分析方法，其特征在于，所述第一方程为：
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴建勋，王庶懋，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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