地裂缝在不同土质中破裂特征的模拟分析

发布时间：2017-09-13 23:29

  本文关键词：地裂缝在不同土质中破裂特征的模拟分析

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【摘要】：西安地裂缝灾害严重,不仅对城市的规划和发展造成了不利影响,而且其所经之处楼房开裂、管道被切割、路面路基被错断,造成数十亿元的经济损失。因此,针对地裂缝破裂扩展模式和机理的研究可为其防灾减灾提供一定的理论依据。本文在前人研究的基础上,对地裂缝在不同土质情况下的破裂扩展模式及机理的研究分析具有重要的理论和工程意义。通过搜集区域地质以及地裂缝勘察资料结合地面调查、钻探以及探槽成果等,简单分析了西安地裂缝分布特征、剖面特征、运动特征、活动速率以及影响宽度等;系统的总结了地裂缝破裂扩展的模式,并从断裂力学的角度进行解释;分析了构造因素、降水因素和抽水因素等外部因素以及土体本身的含水率、密实度、节理裂隙、围压等内部因素对地裂缝破裂扩展的影响。采用离散元软件PFC2D对地裂缝在不同土质中破裂扩展进行模拟分析。对比分析地裂缝在单一粘土层和单一砂土层中破裂扩展的模式,发现粘土层中出现明显的破碎带以及地表拉张裂缝,地表不均匀沉降呈缓坡状,而砂土层中无明显裂缝,地表不均匀沉降呈陡坎状;粘土层厚度的变化对于地裂缝的扩展破裂影响较大,砂土层厚度的变化对于地裂缝的扩展影响甚微;地裂缝在砂土互层中破裂扩展时不会出现明显破碎带,地表也无拉张裂缝。
【关键词】：地裂缝 粘土 砂土 破裂扩展 PFC2D
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 选题来源及研究意义8-9
• 1.2 地裂缝国内外研究现状9-13
• 1.2.1 国外地裂缝研究现状10-11
• 1.2.2 国内地裂缝研究现状11-12
• 1.2.3 地裂缝在不同土体中破裂扩展的研究现状12-13
• 1.3 研究的内容及思路13-14
• 第二章 西安地裂缝概况14-26
• 2.1 西安地裂缝分布特征及规律14-18
• 2.1.1 地裂缝平面展布特征16-17
• 2.1.2 地裂缝分布与地形地貌的关系17-18
• 2.1.3 地裂缝与地面沉降的关系18
• 2.2 地裂缝的剖面特征18-21
• 2.2.1 地裂缝地表变形的剖面特征18-20
• 2.2.2 地裂缝浅部剖面特征20-21
• 2.3 西安地裂缝运动特征21-22
• 2.4 西安地裂缝活动速率22-23
• 2.5 地裂缝影响带宽度23
• 2.6 地裂缝的危害23-26
• 2.6.1 地裂缝对建筑物的破坏特征24-25
• 2.6.2 地裂缝对道路及地下管线的破坏特征25-26
• 第三章 地裂缝的扩展模式及影响因素分析26-37
• 3.1 地裂缝近地表扩展模式26-30
• 3.2 地裂缝破裂的力学分析30-32
• 3.3 地裂缝破裂扩展的影响因素分析32-37
• 第四章 地裂缝在不同土质中破裂特征模拟分析37-55
• 4.1 PFC2D软件简介37-38
• 4.2 离散元的基本原理38-40
• 4.2.1 力位移定理38-39
• 4.2.2 运动定理39-40
• 4.3 粘土与砂土细观参数标定40-42
• 4.3.1 粘土细观参数标定40-41
• 4.3.2 砂土细观参数标定41-42
• 4.4 地裂缝在不同土质中破裂特征的模拟分析42-55
• 4.4.1 模型的建立42-43
• 4.4.2 地裂缝在单一粘土和砂层中破裂特征模拟结果43-48
• 4.4.3 地裂缝在互层土体中破裂特征的模拟结果48-53
• 4.4.4 模拟结果分析53-55
• 结论与展望55-57
• 结论55-56
• 展望56-57
• 参考文献57-61
• 致谢61

【参考文献】

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本文编号：846530