斜交地裂缝对综合管廊结构受力影响规律及危害性研究

发布时间：2020-04-21 20:53

【摘要】：随着我国经济建设的高速发展和城市化进程的不断推进,各大城市基础设施的建设正如火如荼的进行中。综合管廊作为21世纪新型城市基础设施中的生命线工程之—,保障了城市功能的正常运营,更能很大程度上抵抗外界因素对管线的破坏。综合管廊作为线性工程,地裂缝分布众多的西安地区,综合管廊难免遇到斜交穿越地裂缝的情况,基于此,本文采用三维非线性分析系统ABAQUS进行综合管廊斜交地裂缝时结构受力影响规律及危害性的研究,主要研究工作及成果如下:(1)探讨了地裂缝环境下地下结构危害性研究现状;总结分析了西安地裂缝的分布特征、活动特征、灾害特征,并预测地裂缝百年最大竖向沉降量为50cm。(2)利用ABAQUS,建立地裂缝环境下综合管廊反应三维非线性分析模型。包括本构模型的选取、接触面相互作用关系的设定、边界条件的设定、地裂缝模拟的实现。(3)以不同错位量、不同斜交角度为影响因素,分别进行土体表面沉降规律、结构位移规律、结构轴向应力规律、结构剪应力规律以及底板脱空情况的分析。研究表明,在斜交地裂缝环境下,综合管廊在水平方向和垂直方向发生S型弯曲变形,在结构顶板和地板均产生应力集中,且随着地裂缝错位量的增大而加强;结构底板产生脱空区域,当错位量为50cm时,最大脱空长度为26m;斜交角度越大综合管廊的受力影响越小,建议工程建设时应避免小角度斜交地裂缝。(4)从地裂缝病害的结构控制措施入手,主要采用跨地裂缝设缝模式和齐地裂缝设缝模式,分别研究不同变形缝间距、不同错位量下分段式结构的受力规律及变形缝的位移规律。研究结果表明,通过采取变形缝措施后,结构受地裂缝灾害程度明显降低,变形缝间距越小,跨地裂缝段结构适应地裂缝变形能力越好;地裂缝错动下,变形缝发生空间位移,在齐地裂缝设缝模式下,变形缝空间位移较大,不利于变形缝的防水,综合分析应建议采取变形缝间距为10m的措施方案。
【图文】：

分布图,地裂缝,分布图,管廊

性和经济水平的限制，综合管廊的建设并未得到广泛开展［６＇７］。逡逑？邋ｍ逡逑图１－２综合管廊示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋ｐｉｐｅ邋ｇａｌｌｅｒｙ逡逑西安作为西北地区的国家级中心城市，２０１６年，西安市成为陕西省综合管廊建设试逡逑点城市之一然而，在西安地区建设综合管廊将面临着许多重大挑战，如湿陷性黄土、地逡逑裂缝灾害等重大工程难题，，其中地裂缝灾害严熏影响了综合管廊的建设逡逑我国地裂缝分布较为广泛，其中西安地区地裂缝分布较为系统性、独特性，西安地裂逡逑缝目前已发现１４条（图１－３），遍及整个西安城区，其地表出露长度超过了邋１００ｋｍ，已造逡逑成大量房屋的破坏［９］。由于地裂缝的灾害，导致国家为此付出了巨大的财政消耗，同时也逡逑对工程建设带来不可避免的工程难题，己有灾害表明，在地裂缝活动环境下，造成穿越地逡逑裂缝处的房屋开裂破坏、城市道路的差异沉降破坏、地下市政管线的破裂等重大灾害

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裂缝灾害等重大工程难题，其中地裂缝灾害严熏影响了综合管廊的建设逡逑我国地裂缝分布较为广泛，其中西安地区地裂缝分布较为系统性、独特性，西安地裂逡逑缝目前已发现１４条（图１－３），遍及整个西安城区，其地表出露长度超过了邋１００ｋｍ，已造逡逑成大量房屋的破坏［９］。由于地裂缝的灾害，导致国家为此付出了巨大的财政消耗，同时也逡逑对工程建设带来不可避免的工程难题，己有灾害表明，在地裂缝活动环境下，造成穿越地逡逑裂缝处的房屋开裂破坏、城市道路的差异沉降破坏、地下市政管线的破裂等重大灾害，使逡逑得西安古城的市政建设困难重重，西安市因此遭受的直接和间接经济损失累计高达上西亿逡逑丨“邋ｉ逡逑图１－３西安地区地裂缝分布图逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｇｒｏｕｎｄ邋ｆｉｓｓｕｒｅｓ邋ｉｎ邋Ｘｉ＇ａｎ邋ｍａｉｎ邋ｃｉｔｙ逡逑通过查阋大量文献发现，在地裂缝环境下，关于地下结构的研宄大多集中于地铁隧道，逡逑而对于综合管廊的研究还相对较少。综合管廊同地铁隧道一样，对于城市的正常运营起着逡逑重要的作用，大多数城市综合管廊的断面形式为矩形断面形式，并且断面尺寸及结构埋深逡逑均小于地铁隧道
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU990.3

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