泥石流冲击桥墩动力响应分析

发布时间：2017-09-24 02:16

  本文关键词：泥石流冲击桥墩动力响应分析

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【摘要】：泥石流灾害在我国山区及地形险要地区是频繁且严重的自然灾害,随着我国山区经济的发展和环境破坏的加剧,公路、铁路中的桥涵等工程设施遭受泥石流灾害的概率亦随之增加。泥石流爆发突然、强度大,破坏力极强,威胁建在泥石流区域的桥梁的安全性,故本论文开展了泥石流冲击桥墩响应的研究。本文首先分析了泥石流的基本特性,探讨了影响泥石流冲击作用的重要参数,给出了泥石流的容重、流速、冲击力等一系列物理参量的计算方法,对泥石流模拟的数学模型和流变力学模型进行了介绍,考虑运动状态,通过七-8模型实现湍流过程。其次,采用有限元软件模拟了泥石流与桥墩的流固耦合,将泥石流看做是纯物质的宾汉体,建立了有限元模型,对双柱墩、实心墩和空心墩在泥石流冲击作用下的动力响应进行了计算。最后,通过仿真模拟不同强度泥石流分别对不同形式桥墩的冲击作用,分析在泥石流作用下桥墩所受冲击压力、桥墩顶部位移和应力并判定桥梁所处的破坏阶段,并且提出了工程防治措施。最终得到如下结论：桥墩产生的动力响应主要受到泥石流的容重、速度的影响,当同一桥墩在泥石流冲击作用下时,其最大压强、应力、位移会随着泥石流流速的增加而相应增大,同时随着泥石流冲击水头高度的增高而增大。
【关键词】：泥石流 桥墩 冲击作用 流固耦合 有限元软件
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.75
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 引言及研究目的和意义10-14
• 1.2 泥石流作用对桥梁的危害14-15
• 1.3 泥石流冲击作用国内外研究现状15-18
• 1.3.1 泥石流冲击作用国外研究现状15-17
• 1.3.2 泥石流冲击作用国内研究现状17-18
• 1.4 本文研究的主要内容及技术路线图18-20
• 第二章 泥石流运动的物理参数和模型20-38
• 2.1 泥石流运动的物理参数20-26
• 2.1.1 泥石流的容重20
• 2.1.2 泥石流的流速20-23
• 2.1.3 泥石流的冲击力23-26
• 2.2 泥石流运动的数学模型26-32
• 2.2.1 泥石流的连续方程26-28
• 2.2.2 泥石流动量守恒方程28-32
• 2.3 泥石流运动的流变力学模型32-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 泥石流与桥墩的流固耦合模拟38-50
• 3.1 双向耦合数值模拟理论38-39
• 3.2 CFX三维湍流κ-ε模型39-40
• 3.3 模型的建立及相关参数的设定40-48
• 3.3.1 工程实例的数值模拟模型设定40-45
• 3.3.2 数值模拟的前处理45-47
• 3.3.3 数值模拟的求解47-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 模拟结果的分析和工程措施50-98
• 4.1 双柱墩在泥石流冲击下的动力响应50-65
• 4.1.1 体积分布图50-52
• 4.1.2 压强分布图52-57
• 4.1.3 下部结构位移分布图57-61
• 4.1.4 下部结构应力分布图61-65
• 4.2 实心墩在泥石流冲击下的动力响应65-80
• 4.2.1 体积分布图65-67
• 4.2.2 压强分布图67-72
• 4.2.3 下部结构位移分布图72-76
• 4.2.4 下部结构应力分布图76-80
• 4.3 空心墩在泥石流冲击下的动力响应80-95
• 4.3.1 体积分布图80-83
• 4.3.2 压强分布图83-87
• 4.3.3 下部结构位移分布图87-91
• 4.3.4 下部结构应力分布图91-95
• 4.4 应对泥石流冲击的桥墩结构设计及泥石流的防治工程措施95-97
• 4.5 本章小结97-98
• 第五章 结论及展望98-100
• 致谢100-102
• 参考文献102-106
• 附录A (攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题)106

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1 刘兴昌;陕西省秦岭西部泥石流区域规律研究[J];水土保持通报;2000年01期

2 江兴旺,张骏;暴雨型泥石流未来活动特点预测的新方法[J];勘察科学技术;2000年02期

3 王协康,敖汝庄,方铎;白龙江流域泥石流沟形态的非线性特征[J];四川水力发电;2000年S1期

4 祁龙;泥石流沟活跃程度的评价方法[J];山地学报;2000年04期

5 袁万钟;论泥石流流动过程中的失水现象[J];中国地质灾害与防治学报;2000年03期

6 徐世光,李长才,王明珠;云南小江泥石流与泥石流滩地开发[J];地学前缘;2001年02期

7 王自成,白立新,王孝明,王海港;库池法治理泥石流的探讨[J];内蒙古公路与运输;2001年S1期

8 魏建功;浅谈我国山地环境与泥石流[J];陕西师范大学继续教育学报;2001年04期

9 李吉顺;滑坡、泥石流防灾常识[J];中国减灾;2002年03期

10 马清文,于远忠;西藏夹中4#泥石流高寒高海拔特性的初步研究[J];西南民族大学学报(自然科学版);2004年01期

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1 严璧玉;;成昆铁路北段峡谷区潜在型泥石流[A];全国第三次工程地质大会论文选集（下卷）[C];1988年

2 田孝诚;徐勤;;对我国北方山区铁路泥石流的初步认识与选线体会[A];全国第三次工程地质大会论文选集（下卷）[C];1988年

3 杨俊杰;;泥石流地区隧道位置选择[A];全国第三次工程地质大会论文选集（下卷）[C];1988年

4 王宇丰;;遥感技术在成昆铁路沙湾至泸沽泥石流普查与动态研究中的效果[A];第四届全国工程地质大会论文选集（三）[C];1992年

5 周陈生;杨晓莉;白金玉;郭会川;;近坝区泥石流(群)沟的危险性及其对电站的影响评价[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年

6 崔鹏;庄建琦;陈兴长;张建强;周小军;;汶川地震区震后泥石流活动特征与防治对策[A];第八届海峡两岸山地灾害与环境保育学术研讨会论文集[C];2011年

7 李泳;陈晓清;胡凯衡;;泥石流活动与流域特征曲线[A];第八届海峡两岸山地灾害与环境保育学术研讨会论文集[C];2011年

8 杨重存;;国道212线泥石流、滑坡的分类与分级[A];中国公路学会’2001学术交流论文集[C];2001年

9 崔鹏;韦方强;谢洪;钟敦伦;杨坤;何易平;胡凯衡;;西部开发中的泥石流问题与其减灾[A];中国科协2002年减轻自然灾害研讨会论文汇编之十[C];2002年

10 刘希林;苏鹏程;李秀珍;;四川德昌县纸房沟泥石流灾害风险评估[A];中国灾害防御协会——风险分析专业委员会第一届年会论文集[C];2004年

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1 本报记者 舒萍;“减轻泥石流的灾害，重在防预！”[N];四川科技报;2007年

2 黄星高 西南交通大学土木学院 周金星;多措并举 预警为先 科学防治泥石流[N];中国水利报;2009年

3 彭丽 顾华宁;要为泥石流留下一定空间[N];中国国土资源报;2012年

4 水电顾问集团 范俊喜;水电工程如何避免泥石流影响？[N];中国能源报;2013年

5 靳怀成;北京科学防治泥石流[N];中国水利报;2003年

6 徐连欣;泥石流瞬间暴发的灾难[N];兰州日报;2006年

7 刘谨;我国约7400万人受泥石流威胁[N];中国国土资源报;2007年

8 安集;发生泥石流怎么办？[N];中华合作时报;2008年

9 安集;泥石流的时间周期规律和预报方法[N];中华合作时报;2008年

10 实习记者 李霞;一看二听识别泥石流 专家教你紧急避险[N];成都日报;2010年

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1 刘翠容;泥石流堵塞大河判据及沿河线减灾对策[D];西南交通大学;2014年

2 单广宁;舟曲泥石流灾后重建的民族学研究[D];兰州大学;2015年

3 程思;都江堰市龙溪河流域震后多沟同发泥石流危险性及易损性研究[D];成都理工大学;2015年

4 吴汉辉;泥石流预报预警先进技术及其在示范区应用研究[D];重庆大学;2015年

5 郭鹏;白龙江流域降雨型泥石流成因机理研究[D];兰州大学;2015年

6 张宁;单体泥石流监测预警系统研发及其在四川地震灾区应用研究[D];中国地质大学(北京);2013年

7 黄晓虎;泥石流降雨启动机制及早期预警模型的研究[D];吉林大学;2016年

8 史明远;北京市南窖小流域泥石流灾害预测预警研究[D];吉林大学;2016年

9 王硕楠;沟道泥石流堆积体复活启动机制研究[D];中国地质大学;2015年

10 陈中学;粘土颗粒含量对蒋家沟泥石流启动影响及成灾机理研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

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1 蒋庆丰;山坡泥石流的风险性分析与评价研究[D];西南师范大学;2002年

2 马宗源;泥石流流场三维数值模拟研究[D];长安大学;2006年

3 钟盈;特大型泥石流淤埋路段公路快速修复技术[D];重庆交通大学;2011年

4 苟印祥;泥石流动力特性的数值模拟研究[D];重庆大学;2012年

5 吴雨夫;地震对泥石流暴发的临界降雨条件影响的初步研究[D];成都理工大学;2012年

6 陈宁;泥石流发生降雨条件模拟研究[D];成都理工大学;2012年

7 张华伟;太原西山虎峪沟泥石流流场三维数值模拟研究[D];太原理工大学;2013年

8 解琛;泥石流远程监测系统研究[D];陕西科技大学;2015年

9 李果;基于GIS的泥石流危险性评价研究[D];中国地质大学(北京);2015年

10 刘丽娜;芦山地震区泥石流易发性评价[D];中国地质大学(北京);2015年

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