基于逆可靠度分析的隧道开挖面极限支护压力优化设计

探讨了采用一阶可靠度方法(FORM)的逆形式对浅埋圆形隧道开挖面极限支护压力进行可靠度优化设计(RBD)的可能性.逆可靠度分析的计算过程可以在随机变量的原始空间中实现,并且可以直接提供一些满足目标可靠度指标的设计信息.针对隧道开挖面的坍塌和隆起破坏模式,通过三维有限元极限分析(FELA)计算极限支护压力的确定性解,由此建立极限状态方程并进行逆可靠度设计.在概率研究中,逆可靠度方法通过与蒙特卡罗模拟的结果对比显示出足够的准确性.在此基础上,本研究针对不同工况进行了一系列支护压力的可靠度优化设计和概率分析,获得相应的RBD结果.最后,讨论了土体抗剪强度参数的空间变异性对支护压力的影响.