城市云轨跨地裂缝带变形力学行为及防治对策研究

发布时间：2020-03-21 03:00

【摘要】：地裂缝是一种典型地质灾害,世界范围广泛发育,我国是地裂缝灾害最为严重的国家之一,其中西安地裂缝最典型。西安地裂缝活动对地下空间开发、地面工民建以及桥梁等工程的建设和正常运营构成了严重威胁。本文以西安市高新区云轨示范线工程穿越多条地裂缝为研究背景,基于有限元数值模拟和理论分析方法,开展了地裂缝活动对云轨工程的影响研究,旨在揭示交角、跨长及地裂缝位错量等因素对云轨轨道梁、桥墩和桩基础变形与力学行为的影响规律,确定地裂缝错动作用下桥梁桩基础的变形与受力模式,提出跨越地裂缝带云轨工程的防治措施。主要结论和研究成果如下:(1)基于野外现场调查,查明了高新区云轨工程沿线地裂缝的分布与活动特征,分析了各地裂缝对云轨工程的可能影响及危害程度,确定了地裂缝影响等级。(2)基于有限元数值模拟,开展了正交跨越地裂缝带云轨工程的变形与力学行为的研究,揭示了地裂缝错动作用下地层应力重分布与位移场变化规律,给出了地层竖向应力变化范围与埋深关系的量化拟合公式:f(h)=Ah~3+Bh~2+Ch+D;根据模拟结果分析了云轨轨道梁、桥墩、桩基础在地裂缝上、下盘的位移变形特征。(3)考虑云轨工程与地裂缝带斜交工况(θ=60°和θ=30°),开展了云轨工程斜交跨越地裂缝带的变形与力学行为研究,得到地裂缝错动作用下地层和轨道梁的空间三向运动具有一致性的规律,随着交角减小二者在水平横向和竖向的位移差异最大;根据模拟结果分析了交角θ对桥墩倾斜度、桩基内力、变形特征的影响规律。(4)基于荷载传递法,推导了地裂缝错动作用下桥梁桩基的侧摩阻力、桩身任一截面的轴力及桩基础沉降计算公式,确定了地裂缝场地桩基破坏变形的力学模式。(5)基于二维有限元数值模拟确定了地裂缝对云轨工程的影响范围,即上盘影响区宽度为14m,下盘影响宽度为10m。(6)通过云轨简支梁桥跨地裂缝带不同跨长的数值模拟计算,分析了地裂缝错动作用下不同跨长简支梁桥的轨道梁与桥墩的倾斜变形特征,经过比选确定了云轨简支梁桥的最优跨长即正交时简支梁桥跨长为35m、60°斜交时跨长为35m和30°斜交时跨长为45m。
【图文】：

地裂缝活动引起桥梁和道路变形破坏

西安高新区云轨拟建线路与地裂缝平面交汇示意图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U443;P642.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李忠生;左兆龙;高虎艳;袁洪克;纪鹏;宋彦辉;程耀;;震源车地震勘探技术在西安地裂缝勘探中的试验研究[J];地震工程学报;2015年04期

2 梅源;胡长明;李修波;袁一力;赵楠;刘大江;;黄土地基湿陷引发桩基负摩阻力的估算方法研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2015年06期

3 宋彦辉;李忠生;高虎艳;丛璐;程耀;;西安三类勘察场地隐伏地裂缝识别特征[J];地球科学与环境学报;2015年04期

4 赵春风;刘丰铭;邱志雄;赵程;王卫中;;砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载特性研究[J];岩土工程学报;2015年01期

5 贾煜;宋福贵;王炳龙;杨龙才;;基于改进荷载传递法计算降水引起的基桩沉降[J];岩土力学;2015年01期

6 张茵涛;张晨;黄强兵;;地裂缝对高速铁路桥梁的破坏机理研究[J];铁道建筑;2014年06期

7 李志伟;;软土地基邻近堆载对桥梁桩基偏位的影响研究[J];岩土力学;2013年12期

8 张新广;;地铁高架线过地裂缝段应对措施研究[J];城市轨道交通研究;2013年05期

9 赵超英;张勤;朱武;;采用TerraSAR-X数据监测西安地裂缝形变[J];武汉大学学报(信息科学版);2012年01期

10 门玉明;张结红;刘洪佳;韩冬冬;王海英;;西安地铁隧道穿越地裂缝带的计算模型探讨[J];地球科学与环境学报;2011年01期

，

本文编号：2592632