基于变形-结构法的隧道初期支护安全性评价研究

现行隧道设计中，初期支护的安全性评价是实现隧道施工阶段初期支护动态设计的关键。为解决这一问题，基于矩阵位移法建立以关键节点位移为已知量的变形-结构法，即由关键节点的位移值直接反算结构荷载及内力，进而依据规范定量评价初期支护的安全性； 并编制相应的计算程序，依托郑万高铁香炉坪隧道进行工程应用分析。研究结果表明： 1）变形-结构法较之其他以位移为基础的反分析方法，具有原理简单、参数易选取、计算速度快等优点。2）关键节点的空间位置应尽可能均布，并应兼顾特征点，如拱顶点、跨度最大点、墙脚点等，且关键节点的数量应不小于5。考虑到施工现场的复杂性和保证结果的准确性，建议关键节点的数量取7。3）隧道施工过程中，可通过关键节点的位移监控量测数据，利用变形-结构法进行初期支护的安全性评价。