高铁简支梁桥跨隐伏地裂缝带影响范围及跨长研究

发布时间：2017-08-13 17:25

  本文关键词：高铁简支梁桥跨隐伏地裂缝带影响范围及跨长研究

  更多相关文章： 高速铁路 隐伏地裂缝 简支梁桥 影响机制 数值计算

【摘要】：地裂缝是一种典型的地质灾害,其中隐伏地裂缝由于并未出露地表,所以一般常被人们所忽视,但近年来由于隐伏地裂缝活动造成了众多道路、桥梁以及房屋的破坏,因此对于隐伏地裂缝的研究日渐兴起。大西客运专线高速铁路(大西高铁)途径汾渭地堑断陷盆地中的运城、临汾以及太原盆地,沿线地裂缝十分发育,截止目前共发现21条(带),与线路交汇36处,其中出露相交9处,隐伏相交27处,隐伏相交地裂缝占总数的75%,这为大西高铁的安全运营埋下了严重的安全隐患,同时目前国内外对于隐伏地裂缝对高铁桥梁的影响研究甚少,因此开展隐伏地裂缝活动对高铁桥梁的影响研究具有重要理论意义和工程实用价值。本文以大西高铁桥梁跨越沿线隐伏地裂缝为背景,首先通过现场调查、地裂缝专项勘察及统计分析等手段,查明了大西高铁位于山西境内沿线隐伏地裂缝基本特征及活动性并针对相应工点进行了工程设防综合评价,然后采用规范法、勘察法、力学分析法及数值模拟计算法综合确定了典型地裂缝影响区域的宽度为上盘25m,下盘14m。在此基础上,基于Midas GTS有限元数值方法,通过不同跨长(L=24m,32m和40m)不同角度(θ=45°,60°和90°)高铁简支梁桥跨越隐伏地裂缝带的数值模拟计算,从位移、应力、应变及结构内力等多方面综合分析了位于地裂缝两侧土体—桩基础—简支梁桥的变形破坏模式及相互关系,揭示了隐伏地裂缝错动情况下不同交角、不同跨长高铁简支梁桥的变形破坏机理及规律,即随着交角的减小,跨越段箱梁纵向受力模式为整体受拉→局部受拉→整体拉扭,地裂缝上盘区箱梁主要承受压应变,地裂缝下盘区箱梁主要承受拉应变,拉、压应变整体呈现反对称规律,且拉、压应变均随着跨长的增大而减小。最后确定了隐伏地裂缝与高铁线路不同交角情况下最合理跨长,即正交跨长取32m,斜交跨长均取40m,同时从结构安全和造价经济的角度提出了高铁桥梁通过隐伏地裂缝带的防治对策。
【关键词】：高速铁路 隐伏地裂缝 简支梁桥 影响机制 数值计算
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景与意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 地裂缝研究现状12-15
• 1.2.2 地裂缝对桥梁工程影响研究现状15-16
• 1.3 主要研究内容16-17
• 1.4 研究思路及技术路线17-19
• 第二章 大西高铁沿线隐伏地裂缝的基本特征及评价19-32
• 2.1 区域地质背景20-24
• 2.1.1 水文与气象20-21
• 2.1.2 地形地貌21
• 2.1.3 地层岩性21-22
• 2.1.4 地质构造22-23
• 2.1.5 水文地质条件23-24
• 2.2 大西高铁沿线隐伏地裂缝发育特征及评价24-32
• 第三章 隐伏地裂缝场地影响区范围的确定32-49
• 3.1 地方规范规定的影响带宽度32-33
• 3.2 地裂缝专项勘察确定的地裂缝影响带宽度33
• 3.3 张剪型隐伏地裂缝破裂扩展模式力学分析影响范围33-38
• 3.3.1 直线延伸型剪切扩展破环模式34-35
• 3.3.2 拉张扩展破坏模式35
• 3.3.3 反倾向直线型拉张扩展破坏模式35-38
• 3.4 有限元计算确定隐伏地裂缝影响带范围38-47
• 3.4.1 有限元模型39-40
• 3.4.2 边界条件及地裂缝上盘沉降活动加载40
• 3.4.3 材料本构关系40
• 3.4.4 关键技术处理40-41
• 3.4.5 模型计算参数选取41
• 3.4.6 计算工况41-42
• 3.4.7 计算结果分析42-47
• 3.5 隐伏地裂缝影响带宽度的综合确定47-49
• 第四章 正交跨越隐伏地裂缝高铁简支梁桥跨长分析49-69
• 4.1 实体工程概况49-51
• 4.2 正交有限元计算模型51-53
• 4.3 材料本构模型及参数53
• 4.4 边界条件及关键技术处理53-54
• 4.5 计算工况54
• 4.6 计算结果及分析54-67
• 4.7 小结67-69
• 第五章 60°斜交跨越隐伏地裂缝高铁简支梁桥跨长分析69-85
• 5.1 有限元模型建立69-70
• 5.2 材料本构模型及参数70
• 5.3 边界条件及关键技术处理70-71
• 5.4 计算结果及分析71-83
• 5.5 小结83-85
• 第六章 45°斜交跨越隐伏地裂缝高铁简支梁桥跨长分析85-103
• 6.1 有限元模型建立85-86
• 6.2 材料本构模型及参数86
• 6.3 边界条件及关键技术处理86-87
• 6.4 计算结果及分析87-101
• 6.5 小结101-103
• 第七章 高铁桥梁跨隐伏地裂缝带防治对策103-105
• 第八章 结论与展望105-107
• 8.1 结论105
• 8.2 展望105-107
• 参考文献107-110
• 攻读学位期间取得的研究成果110-111
• 致谢111

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 阿比尔的;冯夏庭;郑颖人;辛建平;;岩土类材料应变分析与基于极限应变判据的极限分析[J];岩石力学与工程学报;2015年08期

2 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

3 黄强兵;彭建兵;闫金凯;陈立伟;;地裂缝活动对土体应力与变形影响的试验研究[J];岩土力学;2009年04期

4 彭建兵;陈立伟;黄强兵;门玉明;范文;闫金凯;李珂;姬永尚;石玉玲;;地裂缝破裂扩展的大型物理模拟试验研究[J];地球物理学报;2008年06期

5 彭建兵;范文;李喜安;王庆良;冯希杰;张骏;李新生;卢全中;黄强兵;马润勇;卢玉东;;汾渭盆地地裂缝成因研究中的若干关键问题[J];工程地质学报;2007年04期

6 晋华;郑秀清;;山西霍州西部地裂缝地质灾害成因分析[J];自然灾害学报;2006年05期

7 吴珍汉,胡道功,吴中海,叶培盛,刘琦胜;青藏铁路沿线的地裂缝及工程影响[J];现代地质;2005年02期

8 于军,王晓梅,苏小四,余勤;苏锡常地区地裂缝地质灾害形成机理分析[J];吉林大学学报(地球科学版);2004年02期

9 田级生;河北平原地裂缝调查分析与防治[J];勘察科学技术;2004年01期

10 田级生,王庆录;河北平原地裂缝形成机制与防治[J];河北省科学院学报;2003年03期

，

本文编号：668482