竖向荷载作用下空洞稳定性分析方法研究

发布时间：2021-06-16 17:08

　　空洞形成的原因可分为两类:其一是人类活动,如隧道开挖、采矿、管道铺设等;其二是自然溶蚀,如溶洞、土洞。在空洞上方进行基础设计施工时,其稳定性的评价至关重要。目前对竖向荷载作用下空洞稳定性分析尚处于规律探索阶段,还没有明确的计算公式和相关设计表格,因此,有必要对该课题进行更深入的研究。根据基础荷载形式的不同,本文分别对超载作用下、条形基础荷载作用下、桩基荷载作用下的空洞稳定性进行研究,主要研究内容如下:（1）基于复变函数法,建立超载作用下任意形状单空洞稳定性分析模型,通过保角变换对超载作用下含空洞地层中的应力场进行求解,同时引入材料破坏准则对空洞稳定性进行评价。为进一步阐明分析过程,对路基荷载作用下、条形基础荷载作用下空洞的稳定性进行分析,并通过数值方法和工程算例验证了方法的正确性。（2）根据传统极限分析法的基本原理,结合有限元法,将分析问题转化为数学规划问题,并编制了有限元极限分析程序。该方法不需要人为构造静力场和速度场,也不需要通过位移荷载迭代得到极限承载力,可直接给出上限解和下限解,为复杂的多空洞稳定性问题研究奠定了基础。此外,为减小上限解和下限解之间的相对误差,开发了网格自适应划... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：186 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

溶洞顶板剪切破坏模型

弯拉破坏计算模型

曲线坐标与极坐标

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Schwarz交替法的岩溶区双孔土洞地基稳定性分析[J]. 赵明华,袁腾方,陈言章,杨超炜.  水利水电科技进展. 2018(06)
[2]基于尖点突变理论的岩溶区嵌岩桩溶洞顶板安全厚度研究[J]. 梁冠亭,肖开乾,郑宏伟,夏文辉.  水文地质工程地质. 2018(05)
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[4]考虑基桩嵌岩段侧阻的岩溶区顶板安全厚度计算[J]. 赵明华,朱志仁,黄明华,杨超炜,徐卓君.  岩土力学. 2018(11)
[5]考虑嵌岩段侧摩阻力的溶洞顶板稳定性研究[J]. 赵明华,吴文,陈言章.  公路交通科技. 2018(08)
[6]路堤下伏溶洞受力模式和变形破坏的数值模拟[J]. 魏锋,陈忠达,陈峙峰,张震,朱耀庭,胡文华,吴福泉.  中国公路学报. 2018(06)
[7]偏心荷载下溶洞顶板冲切破坏上限分析[J]. 尹君凡,雷勇,陈秋南,刘一新,邓加政.  岩土力学. 2018(08)
[8]非均布路基荷载下溶洞顶板稳定性分析[J]. 赵明华,陈言章,肖尧,杨超炜.  水文地质工程地质. 2018(02)
[9]考虑厚跨比的基桩下伏溶洞顶板冲切特性试验研究[J]. 赵明华,唐咸力,肖尧,杨超炜.  岩土力学. 2018(04)
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博士论文
[1]基于非线性规划的有限元极限分析方法及其工程应用[D]. 张锐.湖南大学 2015
[2]岩溶和空区上方地基承载特性的研究[D]. 杨宜章.中南大学 2007
[3]岩溶顶板与桩基作用机理分析与模拟试验研究[D]. 刘铁雄.中南大学 2003
[4]岩溶地基嵌岩桩桩基特性分析与试验研究[D]. 王革立.中南大学 2002

硕士论文
[1]岩溶区桥梁桩基承载机理及试验研究[D]. 冯明伟.湖南大学 2014



本文编号：3233462