岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (7): 2105-2114.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1292

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基于荷载结构法和强度折减法的人防工程安全性评估方法

曹嘉祺1，王洪新2，王平2，孙德安1   

  1. 1. 上海大学 力学与工程科学学院，上海 200444；2. 上海城建市政工程（集团）有限公司，上海 200065
  • 收稿日期:2022-08-21 接受日期:2022-11-18 出版日期:2023-07-17 发布日期:2023-07-16
  • 通讯作者: 孙德安，男，1962年生，博士，教授，博士生导师，主要从事非饱和土力学方面的研究工作。E-mail: sundean@shu.edu.cn E-mail: 1638495606@qq.com
  • 作者简介:曹嘉祺，男，1997年生，硕士研究生，主要从事地下防空洞安全性方面的研究。

A method for evaluating safety of civil air defense structure based on load structure method and strength reduction method

CAO Jia-qi1, WANG Hong-xin2, WANG Ping2, SUN De-an1   

  1. 1. School of Mechanics and Engineering Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China; 2. Shanghai Urban Construction Municipal Engineering (Group) Co. Ltd., Shanghai 200065, China
  • Received:2022-08-21 Accepted:2022-11-18 Online:2023-07-17 Published:2023-07-16

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摘要： 科学有效地对既有人防工程结构进行安全评估，已成为保证城市地下安全的关键。为了克服现有安全评估方法的不足，提出了基于荷载结构法和强度折减法的安全评估方法。利用荷载结构法，将土体对人防工程衬砌的作用转化为荷载以及地基弹簧作用，采用混凝土损伤塑性模型模拟衬砌结构损伤情况，通过荷载增大法和刚度折减法得到衬砌的安全系数值K1；采用强度折减法对土体−衬砌进行有限元建模分析，得到结构或围岩土体破坏时的安全系数值K2。结构的整体安全系数K为两者的较小值。利用上述方法分析了裂缝工况、水位变化等不同因素对结构安全系数的影响。结果表明：荷载结构法和强度折减法均可用于人防工程结构的安全评估；结构的安全系数主要受裂缝和水位的影响，裂缝越深，对结构的安全越不利，安全等级越低；当地下水位高于结构底部且内部渗水时，水位越高，结构越安全；结构内部不渗水时，水位越高，结构安全系数越小。人防工程结构安全的定量评估有利于工程后续处置，研究成果为地下结构安全评估提供了新途径。

关键词: 人防工程, 安全评估, 荷载结构法, 强度折减法

Abstract: Scientific and effective safety assessment of existing civil air defense structures has become a key issue to ensure urban underground safety. In order to overcome the shortcomings of the existing safety evaluation methods, a safety evaluation method based on load structure method and strength reduction method is proposed. First, the load structure method is used to convert the impact of surrounding soils on the tunnel lining into load and foundation spring. The concrete damage plastic (CDP) model is used to simulate the damage of lining structure, and the value of safety factor (K1) of lining is obtained by load increasing method and stiffness reduction method. Meanwhile, the finite element modeling analysis of soil lining is carried out by using the strength reduction method, and the safety factor value (K2) of the structure or soil mass at failure is obtained. The overall safety factor (K) of the structure is the smaller value of both. Finally, the influence of different factors such as crack condition and water level change on the structural safety factor is analyzed by using the above methods. The results show that the load structure method and strength reduction method can be used for evaluating the safety of civil air defense structures. The safety factor of the structure is mainly affected by cracks and water level. The deeper the crack is, the more unfavorable it is to the structure, and the lower the safety level of the structure is. When the underground water level is above the structure bottom and there is water seepage inside the structure, the higher the water level is, the safer the structure is. When there is no water seepage inside the structure, the higher the water level is, the lower the safety factor of the structure is. The quantitative evaluation of structures is conducive to the subsequent disposal, and the research results provide a new way for the safety assessment of underground structures.

Key words: civil air defense structure, safety assessment, load structure method, strength reduction method

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[1] 华成亚, 姚磊华. 边坡失稳三类能量突变判据的统一性[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 603-611.
[2] 张文莲, 孙晓云, 陈勇, 金申熠, . 基于岩体抗压强度折减的边坡稳定性分析方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 607-615.
[3] 张治国, 沈安鑫, 张成平, PAN Y. T., 吴钟腾, . 基于非线性Pasternak地基模型的海床悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2355-2374.
[4] 张天龙, 曾鹏, 李天斌, 孙小平, . 基于主动学习径向基函数的边坡系统可靠度分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 3098-3108.
[5] 李剑, 陈善雄, 余飞, 姜领发, 戴张俊. 预应力锚索加固高陡边坡机制探讨[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 707-713.
[6] 涂义亮，刘新荣，钟祖良，杜立兵，王 鹏, . 三类边坡失稳判据的统一性[J]. , 2018, 39(1): 173-180.
[7] 朱彦鹏，杨晓宇，马孝瑞，杨校辉，叶帅华, . 边坡稳定性分析双折减法的几个问题[J]. , 2018, 39(1): 331-338.
[8] 刘路路，宋 亮，焦玉勇，王 浩，张秀丽，谢壁婷, . 库水位波动条件下黄土坡临江1#崩滑堆积体稳定性研究[J]. , 2017, 38(S1): 359-366.
[9] 程 恒，傅志浩，张国新，杨 波，江晨芳,. 五嘎冲拱坝坝肩加固效果分析及整体安全度评价[J]. , 2017, 38(S1): 374-380.
[10] 王金梅，张迎宾，赵兴权，余鹏程，王 潘，侯瑞彬，黄小福，魏 涛,. 用点接触模拟滑面的滑坡稳定性分析方法[J]. , 2017, 38(9): 2746-2756.
[11] 聂治豹，郑 宏，张 谭. 基于强度折减法确定边坡临界滑面的小波变换法[J]. , 2017, 38(6): 1827-1831.
[12] 闫 超，刘松玉，邓永锋, . 一种基于强度折减法的刚性桩复合地基整体稳定性评价方法研究[J]. , 2017, 38(3): 875-882.
[13] 许胜才，张信贵，马福荣，陈子兴, . 水泥土桩加固边坡变形破坏特性及模型试验分析[J]. , 2017, 38(11): 3187-3196.
[14] 张玉成 ，杨光华 ，张有祥 ，钟志辉 ，胡海英,. 古滑坡滑带土的力学特性与库水位变化对其稳定性影响及加固措施[J]. , 2016, 37(S2): 43-52.
[15] 韩龙强，吴顺川，李志鹏, . 基于Hoek-Brown准则的非等比强度折减方法[J]. , 2016, 37(S2): 690-696.
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[1] 姚仰平，侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵，冯夏庭，陈炳瑞，江 权，张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲，门玉明，彭建兵，黄强兵，刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟，何益斌，刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超，冯夏庭，陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆，齐清兰，魏静，霍倩，周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊，姜永东，鲜学福，罗 云，张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强，杨仕教，任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
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