隨著“一帶一路”倡議的深入推進,規(guī)劃在我國西部黃土地區(qū)的交通基礎建設越來越多,同時也難以避免的會處在高烈度地震區(qū),黃土邊坡具有坡度陡峭,裂隙發(fā)育豐富的特點,是頻繁發(fā)生地震災害和黃土滑坡的原因。因此穿越該地區(qū)的黃土隧道交通建設備受關注,由于隧道洞口段屬于易損部位。針對黃土邊坡、支護結構及隧道三者耦合作用下,黃土隧道洞口邊仰坡穩(wěn)定性以及抗震性能需重點研究,對隧道建成后的正常使用以及震后快速修復具有重要的現(xiàn)實意義。本文采用顆粒流PFC進行數(shù)值模擬和大型振動臺模型試驗兩種方法針對性進行研究。主要考慮的是有無坡面支護結構這一因素,來研究邊坡、支護結構、隧道三者在等工況下的響應規(guī)律,分析三者間的關系,不穩(wěn)定和損傷的規(guī)律以及力變形的特征。主要進行了以下的研究:(1)回顧國內外有關受地震影響的隧道破壞,地震動作用下邊坡顆粒流的建模以及參數(shù)標定和選取的文獻,為后續(xù)數(shù)值模擬的建模計算和振動臺模型試驗的制模及結果分析提供參考。(2)借助顆粒流(PFC5.0)數(shù)值模擬,分析了有無坡面防護結構的黃土隧道坡體。分析結果顯示,對地震動力作用表現(xiàn)出“趨表性”和“放大效應”的特征,護坡和隧道的耦合,抑制了土體的不規(guī)則運... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

顆粒流雙軸壓縮試驗流程圖

蘭州交通大學碩士學位論文模型細觀參數(shù)標定實際工程計算中，宏觀參數(shù)（如內摩擦角，內聚力等），巖土采用的數(shù)值均來自理實驗，可直接應用于工程。PFC 模型不是根據(jù)顆粒的實際尺寸建立的。顆粒流擬通過粒子的軌跡反映土壤的宏觀規(guī)律。目前，PFC 細觀參數(shù)的選擇主要是通過驗來判斷和嘗試，這是常用的“試錯法”。通過顆粒流軟件模擬雙軸壓縮實驗來觀參數(shù)選擇。獲得的細觀參數(shù)可以近似為用于模型分配的粒子細觀參數(shù)。參考眾的研究，在使用模擬雙軸實驗時，通過查閱現(xiàn)有數(shù)據(jù)并模型參數(shù)[43-47]，顆粒流壓步驟如圖 2.1 所示，壓縮試驗示意圖如圖 2.2 所示。謝星[48]等對黃土進行了單軸驗，給出了不同含水量黃土的單軸應力應變曲線,對黃土滑坡進行數(shù)值模擬，標定觀參數(shù)。根據(jù)實際情況，參考謝星等[48]人的試驗參數(shù)，進行壓縮試驗，標定細觀表 2.2。

圖 2.3 試驗黃土應力應變曲線圖C 軟件進行數(shù)值模擬的過程中，對研究區(qū)的地質地貌進行粒的實際大小來進行模型建立，則會生成多達幾百萬黃能遠遠不能達到要求，所以在數(shù)值模擬建模過程中，會高井望[49]、曹文[50-51]、許自立[45]等建模方法。如圖 2.4，不布置粒子以模擬實際隧道。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]地震作用下黃土滑坡加速度深度放大效應及震后變形模式研究[J]. 張澤林,吳樹仁,王濤,唐輝明,梁昌玉.  土木工程學報. 2018(04)
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[3]黃土邊坡降雨沖刷試驗及顆粒流模擬[J]. 吳謙,王常明,李同錄,毛雪松.  長安大學學報(自然科學版). 2017(06)
[4]沿海軟土地區(qū)PHC管樁-土-結構模型振動臺試驗[J]. 付毳,黃福云,陳寶春,鄭杰圣.  中國公路學報. 2017(10)
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[6]鋸末混合土場地模型振動臺試驗研究[J]. 陳紅娟,李小軍,閆維明,陳適才,張學明.  巖土工程學報. 2017(11)
[7]PFC2D雙軸模擬壓縮微觀參數(shù)的影響研究[J]. 張中衛(wèi),陳梁.  四川建筑. 2016(04)
[8]顆粒流PFC3D數(shù)值模擬中標定細觀參數(shù)的方法——擬合直剪試驗法[J]. 湯保新,徐亮,李琪.  安徽建筑. 2016(02)
[9]斜坡振動臺試驗模型相似材料的動力特性研究[J]. 周飛,許強,劉漢香,楊崢.  防災減災工程學報. 2015(04)
[10]可液化場地上三拱立柱式地鐵地下車站結構地震反應特性振動臺試驗研究[J]. 陳蘇,陳國興,戚承志,杜修力,王志華.  巖土力學. 2015(07)

博士論文
[1]紫坪鋪水庫壩前大型古滑坡體地震響應特征及變形機理研究[D]. 梁敬軒.西南交通大學 2018

碩士論文
[1]高速鐵路黃土隧道洞口段高邊坡動力響應特征研究[D]. 邊磊.蘭州交通大學 2018
[2]非飽和土強度的三維顆粒流模擬[D]. 許自立.北京交通大學 2017
[3]涇陽南塬多序次黃土滑坡運動機理研究[D]. 桂靜云.西安科技大學 2017
[4]考慮邊坡進洞高程的大斷面黃土隧道洞口段動力響應特征研究[D]. 張欽鵬.蘭州交通大學 2017
[5]考慮邊坡進洞高程效應的隧道洞口段抗震技術研究[D]. 王麗麗.蘭州交通大學 2015
[6]巖石拉壓實驗的顆粒離散元模擬[D]. 尹成.西南交通大學 2014
[7]PFC邊坡模型構建問題研究[D]. 高井望.吉林大學 2014
[8]淺埋偏壓小凈距隧道洞口邊仰坡穩(wěn)定性研究[D]. 盧歡.重慶大學 2011
[9]隧道洞口仰坡穩(wěn)定性評價及處治方案研究[D]. 張偉.長安大學 2010



本文編號：2920395