近年來,高填方明洞在公路和鐵路工程中的應(yīng)用非常廣泛。然而,明洞與填土之間的剛度差異會引起洞頂土壓力集中,從而使洞頂發(fā)生縱向開裂,進而導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。為此,學(xué)者們對高填明洞的卸載措施及其卸荷機理進行了相關(guān)研究,并得出土拱效應(yīng)是減載明洞中主要的荷載傳遞機制。但是,以往的研究均基于連續(xù)性假設(shè),忽略了土體的離散特性。因此,本文在前人的研究基礎(chǔ)上,利用基于離散單元法的顆粒流程序建立數(shù)值仿真模型,從散粒體和細(xì)觀角度對減載明洞上方的土拱效應(yīng)進行深入分析和研究,以期從本質(zhì)上掌握減載措施對土壓力的減荷機理。主要研究內(nèi)容如下:（1）針對黃土、EPS板和土工格柵三種試驗材料,分別建立數(shù)值雙軸試驗、單軸側(cè)限壓縮試驗和拉伸試驗。通過對比數(shù)值和室內(nèi)試驗所得材料的宏觀力學(xué)性能（應(yīng)力應(yīng)變曲線、彈性模量、泊松比、粘聚力和內(nèi)摩擦角）,確定了各材料在顆粒流程序中所需的細(xì)觀參數(shù),為高填黃土（減載）明洞顆粒流數(shù)值模擬試驗參數(shù)取值提供依據(jù)。（2）基于課題組前期所做室內(nèi)模型試驗,建立高填黃土明洞顆粒流數(shù)值分析模型。通過分析相關(guān)宏觀指標(biāo)（土壓力、填土位移）和細(xì)觀指標(biāo)（接觸力鏈、孔隙率和配位數(shù)）的變化規(guī)律,對土拱效應(yīng)的一般變化規(guī)律... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 填方結(jié)構(gòu)物土壓力卸載研究現(xiàn)狀
        1.2.2 離散單元法研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容和方法
        1.3.2 技術(shù)路線
2 顆粒流理論及材料細(xì)觀參數(shù)確定
    2.1 顆粒流軟件及基本理論
        2.1.1 顆粒流軟件
        2.1.2 基本假定及相關(guān)概念
        2.1.3 計算及伺服控制原理
    2.2 顆粒流的接觸本構(gòu)關(guān)系
        2.2.1 線性接觸模型
        2.2.2 線性接觸粘結(jié)模型
        2.2.3 線性平行粘結(jié)模型
    2.3 材料細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定
        2.3.1 黃土材料細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定
        2.3.2 EPS板材料細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定
        2.3.3 土工格柵材料細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定
    2.4 本章小結(jié)
3 高填黃土明洞土拱效應(yīng)細(xì)觀分析
    3.1 顆粒流模型的建立
        3.1.1 數(shù)值模擬試驗方案
        3.1.2 建模方法
        3.1.3 模型建立及測點布置
        3.1.4 模型驗證
    3.2 土拱效應(yīng)一般規(guī)律分析
        3.2.1 應(yīng)力、位移變化規(guī)律
        3.2.2 細(xì)觀組構(gòu)變化規(guī)律
    3.3 土拱效應(yīng)影響因素分析
        3.3.1 邊坡坡角對土拱效應(yīng)的影響
        3.3.2 槽寬比對土拱效應(yīng)的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 高填黃土減載明洞土拱效應(yīng)及影響因素細(xì)觀分析
    4.1 顆粒流模型的建立
        4.1.1 數(shù)值模擬基本試驗方案
        4.1.2 模型建立及測點布置
    4.2 土拱效應(yīng)一般規(guī)律分析
        4.2.1 應(yīng)力變化規(guī)律
        4.2.2 位移變化規(guī)律
        4.2.3 細(xì)觀組構(gòu)變化規(guī)律
    4.3 土拱效應(yīng)影響因素分析
        4.3.1 EPS板特性對土拱效應(yīng)的影響
        4.3.2 土工格柵特性對土拱效應(yīng)的影響
    4.4 高填黃土減載明洞體系優(yōu)化
        4.4.1 應(yīng)力變化規(guī)律
        4.4.2 位移變化規(guī)律
        4.4.3 細(xì)觀組構(gòu)變化規(guī)律
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論及展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溝槽式深覆土減載明洞襯砌結(jié)構(gòu)受力特性及截面設(shè)計研究[J]. 卓彬,李盛,何川,王煥,王起才,馬莉.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2019(03)
[2]高填方黃土明洞頂EPS板和土工格柵共同減載計算及土拱效應(yīng)分析[J]. 李盛,卓彬,王起才,馬莉,寧貴霞,賈濤.  中國鐵道科學(xué). 2018(01)
[3]隧道滲流侵蝕的顆粒流模擬[J]. 張冬梅,高程鵬,尹振宇,王如路,楊天亮.  巖土力學(xué). 2017(S1)
[4]高填明洞土壓力計算方法及其影響因素研究[J]. 李盛,馬莉,王起才,李建新,李偉龍,張延杰.  中國鐵道科學(xué). 2016(05)
[5]EPS板卸載的高填黃土明洞模型試驗和數(shù)值模擬分析[J]. 李盛,李善珍,王起才,馬莉,王慶石,徐文啟.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(S1)
[6]淺埋黃土隧道不同施工與加固方法的顆粒流數(shù)值模擬[J]. 劉洋,胡杰,吳可嘉.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[7]溝槽式高填黃土明洞卸載模型試驗研究[J]. 馬莉,李盛,王起才,耿少波,張延杰,李建新.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(05)
[8]考慮二期荷載的高填明洞加筋減載土壓力計算[J]. 李盛,馬莉,王起才,李建新,李善珍,張延杰.  巖土力學(xué). 2015(11)
[9]高填黃土明洞卸載結(jié)構(gòu)土壓力模型試驗和數(shù)值模擬分析[J]. 李盛,馬莉,王起才,李善珍,李建新,張延杰.  巖土工程學(xué)報. 2016(04)
[10]溝埋涵洞土拱效應(yīng)及涵頂垂直土壓力研究[J]. 周興濤,陳保國,簡文星,韓金良.  地下空間與工程學(xué)報. 2015(04)

博士論文
[1]高填黃土明洞卸載結(jié)構(gòu)的垂直土壓力特性和計算方法研究[D]. 李盛.蘭州交通大學(xué) 2015
[2]山區(qū)公路高填方涵洞土壓力理論及加筋減載研究[D]. 楊錫武.重慶大學(xué) 2004

碩士論文
[1]高填方涵洞減載措施及優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 樊莉莉.吉林大學(xué) 2014
[2]黃土高填方明洞土壓力減載及力學(xué)特性研究[D]. 趙鵬.蘭州交通大學(xué) 2014
[3]超高填方涵洞地基處理及加筋減載研究[D]. 董佳竹.華中科技大學(xué) 2012



本文編號：3161880