偏心荷载作用下椭圆形岩溶顶板冲切破坏模式研究

发布时间：2023-03-19 23:21

　　本文从隐伏岩溶顶板稳定性的影响因素入手,论述了现有常用岩溶顶板破坏模式的定量解析计算方法,深入探讨了现有抗剪模型和抗弯模型对岩溶顶板破坏模式的分析函数。结合抛物线型摩尔破坏理论,运用基于功能关系的极限分析方法求解出隐伏圆形岩溶顶板的破坏模式。之后分析了在一定偏心距桩端荷载作用下隐伏圆形岩溶顶板的破坏模式,并提出了椭圆形隐伏岩溶向圆形岩溶近似转化的方法,最后提出了偏心距不为零时水平椭圆岩溶顶板破坏模式的分析方法。运用有限元数值分析法和工程实际验证的方法验证了本模型的可行性。其主要结论有:(1)在不考虑水体,气体,地层结构,地应力的影响时,岩溶顶板的破坏受到岩体抗压抗拉强度、顶板厚度、偏心距、岩溶长短轴大小、顶板厚度的影响,其极限破坏形式由边界条件冲切体底端直径和冲切体底端最远处距桩端的垂向距离决定。(2)计算推导出岩溶区域顶板冲切破坏时的冲切破坏体并不是梯形锥台,而是母线为一条形状为指数函数曲线的旋转冲切体。母线()的形状受到d₁/d控制,当0<d₁/d<1时,破坏体为倒锥形,由于受周围刚体约束,此时顶板不可能产生破坏。当1<...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 溶洞顶板稳定性研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法与技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
    1.5 本章小结
2 隐伏岩溶顶板极限承载力的影响因素
    2.1 地基岩层构造的影响
        2.1.1 断裂构造的影响
        2.1.2 褶皱构造的影响
        2.1.3 地壳运动的影响
        2.1.4 岩体节理发育的影响
    2.2 顶板形态及所处物理力学状态的影响
        2.2.1 岩体强度的影响
        2.2.2 岩溶大小的影响
        2.2.3 桩基位置的影响
        2.2.4 地应力和构造应力的影响
        2.2.5 地震作用的影响
    2.3 本章小结
3 岩溶顶板破坏模式定量计算法简介
    3.1 抗剪模型
        3.1.1 冲切锥台破坏
        3.1.2 剪切柱体破坏
    3.2 抗弯模型
        3.2.1 固支矩形板破坏
        3.2.2 固支圆形板破坏
    3.3 本章小结
4 基于抛物线型摩尔破坏判据的椭圆形岩溶顶板稳定性分析
    4.1 摩尔强度理论简介
        4.1.1 库仑(Coulomb)强度理论
        4.1.2 摩尔(Mohr)强度理论
    4.2 水平椭圆形岩溶顶板冲切破坏模型
        4.2.1 冲切破坏模型前提
        4.2.2 基于功能原理的极限平衡求解
        4.2.3 冲切体破坏模式的求解
    4.3 本章小结
5 水平椭圆形岩溶顶板在偏心桩端荷载作用下的稳定性研究
    5.1 偏心距不为零时圆形岩溶破坏模式分析
    5.2 偏心距为零时水平椭圆形岩溶破坏模式的近似转化
    5.3 偏心距不为零时水平椭圆形岩溶破坏模式分析
    5.4 本章小结
6 云南省宜良某大桥隐伏岩溶介绍
    6.1 岩溶所处地质条件
        6.1.1 地形地貌
        6.1.2 区域地质构造
        6.1.3 气象条件
        6.1.4 桥址区地层岩性
        6.1.5 桥址区水文地质条件
        6.1.6 不良地质作用及特殊性岩土
        6.1.7 桥址区各岩(土)层的物理力学性质
    6.2 物探定位岩溶位置形态
        6.2.1 物性前提
        6.2.2 地质雷达探测结果
        6.2.3 瞬变电磁仪探测结果
    6.3 本章小结
7 基于FLAC3D的数值模拟
    7.1 基于FLAC3D的数值模拟模型验证
    7.2 工程模型及仿真计算
    7.3 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文题目
    B.学位论文数据集
致谢



本文编号：3766195