采 用拉 丁超 立方抽 样技 术 ，研 究 了围岩压 力及 结 构 自重作 用 下基 于荷 载一 结构模 型 的素 混凝 土衬 砌 可 靠度 计算模 型 、作 用效 应及 结构 抗 力的分 布 类型 和 统计 特 征 。隧 道衬 砌 的功 能 函数 可 归纳 为作 用 效应 和结 构抗 力 两个综 合 随机 变量 。研 究结 果表 明 ，作 用效 应 和 结构 抗 力 的概 率 分 布 类型 直 接 影 响到 衬砌 可 靠度指 标计 算 方法和 计 算结 果 的合 理 性 。根据 经验 判 断 ，隧道 素 混 凝 土衬 砌 的 作 用效 应 的 概 率 分布 类型 为 正 态分 布 ，结构 抗 力的概 率 分布 类型 可 能是 正 态分布 ，也 可能是 对数 正 态分 布 。隧道衬 砌 可 靠度 指标 计 算 时需要 严格判 断各截 面 的抗 力分 布类 型 。 关键 词 ：深埋 隧道 可靠度 计 算模 型 功 能 函数 综合 变量模 拟 法 拉 丁超 立 方抽样 中图分 类号 ：U451 ．4 文献 标识 码 ：A DOI：10．3969／j．issn．1003-1995．2014．07．12 1998年 国 际 标 准 组 织 (ISO)颁 布 了 《IS02394： 1998结 构 可靠 性 总原 则 》，为 各 国规 范 编 制 起 到 引 领 性 作 用 。1992年我 国颁 布 了《工 程 结构 可 靠 度设 计 统 一 标 准》(GB50153)，此后 国内逐 步建 立 了 国家 、部 门 和行 业 三个层 次 的标 准 。2008年 ，我 国对 可 靠 性设 计 的国标进 行 了 全 面 修 订 ，形 成 了 《工 程 结 构 可 靠 性 设 计统 一 标 准》(GB50153-2008)。 目前 ，美 国、欧 盟 、 日本 、俄 罗斯 等 国家 和 地 区 的结 构 设 计 规 范 均 采 用 了 极 限状 态设 计方 法 。世界 各 国采用 基 于概 率论 的极 限 状 态设 计方 法是 大势 所 趋 。这 也 是 本 轮 国 内各 部 门 、 行 业 的结 构设计 规 范 转 轨研 究 的大 背 景 及 动 力 源 泉 。 而建 立正 确 的隧道 结构 可靠 度计 算模 型是 本 次隧 道设 计规 范转 轨 的前 提条件 。 1 隧道 结构 可 靠 度 研 究 现 状 2006年 日本 土木 学会 对《隧道 设计 规 范 (盾 构 )及 解 说》进 行 修订 … ，增 补 了概 率 极 限状 态 设 计 方 法 ，并 且 与容 许 应 力 法 一 起 ，都 可 在 管 片 结 构 设 计 时选 用 。 2009年 日本早 稻 田大 学 小 泉 淳教 授 领 导 的 管 片 设 计 方法 研究 部 主编 了 《盾 构 隧道 管 片 设 计—— 从 容 许 应 力设计法到极 限状态设计法》 ，代 表了 日本盾构 隧 道 管片极 限状 态法 设计 的最新 成果 。 日本 明挖 隧道设 计 已经 采用 极 限状 态法 ，美 国未 见 针 对 隧 道 的 专 业 规 收稿 日期 ：2013-12-2O；修 回 日期 ：2014一Ol一25 基金项目：铁道部科技研究开发计划项 目(2012G014一A一4)；中铁二 院院 控项 目[院计划 13164174(12-14)] 作者简介 ：李奎(1979一 )，男 ，四JII资阳人 ，工程师 ，博 士。 范 ，但 其极 限状 态理 论 体系 是完 善 的 ，欧洲 普遍 采用 极 限状 态 设 计 方 法 ，在 隧 道 设 计 时 参 考 建 筑 结 构 设 计 规范 。20世 纪 90年 代 以来 ，国 内铁 路 隧 道 行 业 开 展 了 铁路 隧道设计 规 范 的可 靠 性 规 改 ，相 关 研 究 结果 为规 范 的修 订起 到 了推动 作用 。 2002年景 诗庭 等 全 面 总 结 了 当时 隧道 结 构 可 靠 度计 算 的研 究 成 果 。2004年 宋 玉 香 等 针 对 隧 道 结 构 可靠 度计 算 的输入 随机 变量 具有 有 限统计样 本 的 特点 ，将 响 应 面 法 应 用 于 隧 道 衬 砌 的 可 靠 性 分 析 。 2006年伍 国军等 基 于连续 介 质力 学模 型 ，提 出 了多 元线 性 或非线 性 回归 拟 合 显 式 的 功能 函数 ，然 后 对 圆 形 隧洞 的衬 砌 结 构 进 行 敏 感 性 和 可 靠 性 分 析 。2007 年 李 志 华 开展 了施 工 期 盾 构 隧道 开 挖 面 稳 定 及 初 期 支护 结构 可靠 度 、使 用期 隧道 空 间结 构 体 系 可靠 度 和抗震 可靠 度 、老化 期 隧道结 构可 靠度 三方 面 的研 究 。 2008年 宋 玉 香 等 应 用 概 率理 论 及 工 程 结 构 系统 可 靠 度分 析 方法 ，对 整个 隧 道 结 构 系统 可 靠 度 进 行 了探 讨 。2012年姚 贝 贝等 开展 了基 于 响应 面 和 重 要 抽 样法 的 隧道衬 砌结 构 时 变 可 靠 度研 究 ，发 展 了 隧道 结 构可 靠 度计算 方 法 。 已有文 献资 料表 明 ，隧道 结 构 可 靠 性 研 究 主要 集 中在 隧道结 构可 靠度 计算 方法 、隧道 结 构系统 可靠 度 、 时变可 靠度 等方 面 。 由于隧 道结构 可靠 度计 算模 型输 入 的随机 变量 缺少 真 实 的概 率 分 布 类 型 和 统计 特 征 ， 基础研 究 都很 不充 分 ，如 作 用 效 应 和结 构 抗 力 是 否 符 合计 算 的假定 等 。到 目前 为 止 ，相 关科 研 课 题 仍 然 没 有很 好地 解决 这些 问题 ，因此 ，本 文借 助探 讨深 埋 隧道

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