拓撲優(yōu)化方法在軟弱圍巖隧道結構優(yōu)化中的適用性研究.pdf

1、隨著我國公路建設的發(fā)展，高速公路隧道工程日益增多，然而隧道支護結構的設計仍然采用傳統的設計方法，導致安全系數普遍偏大，不能充分兼顧經濟和結構安全穩(wěn)定的要求，達不到既經濟又合理的目的。針對傳統隧道支護結構，有必要提供新的優(yōu)化設計方法。鑒于此，本文結合水塘隧道仰拱底鼓隆起斷面的支護結構，運用拓撲優(yōu)化理論，對隧道支護結構進行優(yōu)化設計。主要研究內容和結論如下：
　?。?）總結國內外軟巖隧道的研究現狀，分析隧道仰拱破壞的原因和隧道仰拱的力學

2、模型，探討了隧道斷面仰拱型式優(yōu)化對軟弱圍巖隧道整體結構受力及安全性的重要影響。
　?。?）基于拓撲優(yōu)化基本理論，針對水塘隧道仰拱破壞嚴重斷面，結合現場工程概況和實測分析結果，對隧道仰拱底鼓隆起斷面型式進行拓撲優(yōu)化分析，確定隧道仰拱結構合理的曲率半徑；對比優(yōu)化前后隧道仰拱關鍵部位安全系數，論證了拓撲優(yōu)化理論在隧道結構優(yōu)化設計的可行性，為水塘隧道仰拱隆起病害整治提供了理論指導。
　?。?）運用拓撲優(yōu)化理論，對長沙地鐵一號線下穿重