被动柔性防护网在滑坡堆积作用下的压力概率统计及其受力响应研究

发布时间：2018-05-31 12:24

  本文选题：被动柔性防护网 + 滑坡　； 参考：《西南交通大学》2016年硕士论文

【摘要】：我国地质灾害多发,特别在中西部地区,地形高低起伏大、地质构造多样、岩土破碎、灾害性气象条件显著,使得滑坡灾害多发、频发,严重威胁了人民的生命财产安全。目前,工程实践中存在多种滑坡灾害防治措施,被动柔性防护网以其在安全性、经济性、适用性及环保性等方面具有的独特优势,在防治缓动式堆积土滑坡方面的应用越来越广泛。然而,被动柔性防护网的结构设计及相关研究,多集中于落石冲击作用下的动力响应分析,对于其防治滑坡灾害方面的研究鲜有涉及。其中,滑坡压力的取值直接影响被动柔性防护网的结构设计,进而影响该结构的防护效果。另外,被动柔性防护网标准构型多基于落石冲击试验数据设计,应用于防治滑坡灾害需要进行一定的结构调整。因此,为了更好地使被动柔性防护网应用于防治滑坡灾害,本文采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,对滑坡堆积作用下被动柔性防护网所受滑坡压力取值、结构受力性能及结构设计进行研究,主要包括以下工作：(1)研究被动柔性防护网拦截滑坡体积及滑坡压力计算方法。基于被动柔性防护网拦截滑坡体积计算简图,确定了拦截滑坡体积的计算公式,对比分析了滑坡体倾角、斜坡倾角、防护网安装角度、防护网高度及长度对防护网极限拦截体积的影响,并进一步建立了滑坡压力计算公式。分析结果表明：被动柔性防护网拦截滑坡体倾角决定了滑坡体积,泥砂颗粒休止角与内摩擦角相等的取值方法,低估了被动柔性防护网完全覆盖时作用的滑坡压力；被动柔性防护网应用于防治缓动式堆积土滑坡时,防护网安装角度多采用90°。(2)基于概率论、数理统计及结构可靠性分析方法计算被动柔性防护网所受滑坡压力标准值。针对“5.12”汶川地震狮子梁震裂山体潜在滑坡体,进行了滑坡压力调查和统计分析,建立了滑坡压力的荷载模型；确定了滑坡压力荷载样本的平均值、标准差及变异系数等统计参数；通过K-S检验方法推导了滑坡压力荷载样本的概率密度函数和概率分布函数近似计算表达式；并基于工程结构可靠性计算原理给出了狮子梁震裂山体潜在滑坡体处满足95%保证率的被动柔性防护网所受滑坡压力标准值。计算结果表明：狮子梁震裂山体中潜在滑坡体的滑坡压力荷载样本平均值和样本标准差分别为45.25 kN/m2和1.36 kN/m2；滑坡压力取值符合极值Ⅰ型分布；满足95%保证率的被动柔性防护网所受滑坡压力标准值取47.50 kN/m2。(3)建立落石冲击动力计算模型和滑坡压力静力计算模型,进行钢柱与钢丝绳网、钢柱与基础间不同连接方式下,被动柔性防护网结构的受力响应研究。由于被动柔性防护网标准构型多用于防护一定冲击动能的落石灾害,与冲击力作用相比,滑坡压力可视为静力荷载,防护网受力响应会存在较大差别。因此,基于数值分析结果,对防治落石灾害的被动柔性防护网结构在用于防治滑坡灾害时的设计思路进行了研究,以给出构件调整建议和方案。分析结果表明：动力或静力荷载作用下,建议钢柱与钢丝绳网、钢柱与基础间采用“两点-铰接”连接方式；滑坡压力作用下,需在被动柔性防护网标准构型基础上调整拉锚绳及支撑绳的截面面积,并提高钢柱的抗弯刚度。
[Abstract]:In order to better make the passive flexible protective net applied to the landslide hazard , the paper uses the theory analysis and numerical simulation to study the effect of the landslide pressure , the slope angle , the installation angle of the protective net , the height and the length of the protective net on the limit interception volume of the protection net .
Based on probability theory , mathematical statistics and structural reliability analysis method , the standard value of landslide pressure in passive flexible protective net is calculated .
The average value , standard deviation and coefficient of variation of landslide pressure load samples are determined .
The probability density function and probability distribution function approximation formula of landslide pressure load samples are deduced by the K - S test method .
Based on the principle of reliability calculation of engineering structure , the standard value of landslide pressure of passive flexible protective net with 95 % guarantee rate is given . The calculation results show that the average value of landslide pressure load and the standard deviation of sample are 45.25 kN / m2 and 1.36 kN / m2 respectively .
The landslide pressure value conforms to the extreme value I distribution ;
Based on the results of numerical analysis , it is suggested that the passive flexible protective net structure for preventing and controlling the rockfall disaster can be regarded as static load , and the stress response of the passive flexible protective net structure is greatly different .
Under the action of landslide pressure , the cross - sectional area of the pull - up rope and the supporting rope needs to be adjusted on the basis of the standard configuration of the passive flexible protective net , and the bending rigidity of the steel column is improved .
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22

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本文编号：1959669