【摘要】：地裂縫是一種典型地質(zhì)災(zāi)害,世界范圍廣泛發(fā)育,我國(guó)是地裂縫災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一,其中西安地裂縫最典型。西安地裂縫活動(dòng)對(duì)地下空間開發(fā)、地面工民建以及橋梁等工程的建設(shè)和正常運(yùn)營(yíng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。本文以西安市高新區(qū)云軌示范線工程穿越多條地裂縫為研究背景,基于有限元數(shù)值模擬和理論分析方法,開展了地裂縫活動(dòng)對(duì)云軌工程的影響研究,旨在揭示交角、跨長(zhǎng)及地裂縫位錯(cuò)量等因素對(duì)云軌軌道梁、橋墩和樁基礎(chǔ)變形與力學(xué)行為的影響規(guī)律,確定地裂縫錯(cuò)動(dòng)作用下橋梁樁基礎(chǔ)的變形與受力模式,提出跨越地裂縫帶云軌工程的防治措施。主要結(jié)論和研究成果如下:(1)基于野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,查明了高新區(qū)云軌工程沿線地裂縫的分布與活動(dòng)特征,分析了各地裂縫對(duì)云軌工程的可能影響及危害程度,確定了地裂縫影響等級(jí)。(2)基于有限元數(shù)值模擬,開展了正交跨越地裂縫帶云軌工程的變形與力學(xué)行為的研究,揭示了地裂縫錯(cuò)動(dòng)作用下地層應(yīng)力重分布與位移場(chǎng)變化規(guī)律,給出了地層豎向應(yīng)力變化范圍與埋深關(guān)系的量化擬合公式:f(h)=Ah~3+Bh~2+Ch+D;根據(jù)模擬結(jié)果分析了云軌軌道梁、橋墩、樁基礎(chǔ)在地裂縫上、下盤的位移變形特征。(3)考慮云軌工程與地裂縫帶斜交工況(θ=60°和θ=30°),開展了云軌工程斜交跨越地裂縫帶的變形與力學(xué)行為研究,得到地裂縫錯(cuò)動(dòng)作用下地層和軌道梁的空間三向運(yùn)動(dòng)具有一致性的規(guī)律,隨著交角減小二者在水平橫向和豎向的位移差異最大;根據(jù)模擬結(jié)果分析了交角θ對(duì)橋墩傾斜度、樁基內(nèi)力、變形特征的影響規(guī)律。(4)基于荷載傳遞法,推導(dǎo)了地裂縫錯(cuò)動(dòng)作用下橋梁樁基的側(cè)摩阻力、樁身任一截面的軸力及樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算公式,確定了地裂縫場(chǎng)地樁基破壞變形的力學(xué)模式。(5)基于二維有限元數(shù)值模擬確定了地裂縫對(duì)云軌工程的影響范圍,即上盤影響區(qū)寬度為14m,下盤影響寬度為10m。(6)通過云軌簡(jiǎn)支梁橋跨地裂縫帶不同跨長(zhǎng)的數(shù)值模擬計(jì)算,分析了地裂縫錯(cuò)動(dòng)作用下不同跨長(zhǎng)簡(jiǎn)支梁橋的軌道梁與橋墩的傾斜變形特征,經(jīng)過比選確定了云軌簡(jiǎn)支梁橋的最優(yōu)跨長(zhǎng)即正交時(shí)簡(jiǎn)支梁橋跨長(zhǎng)為35m、60°斜交時(shí)跨長(zhǎng)為35m和30°斜交時(shí)跨長(zhǎng)為45m。
【圖文】：

地裂縫活動(dòng)引起橋梁和道路變形破壞

西安高新區(qū)云軌擬建線路與地裂縫平面交匯示意圖
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U443;P642.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2592632