被動柔性防護網(wǎng)在滑坡堆積作用下的壓力概率統(tǒng)計及其受力響應(yīng)研究
本文選題:被動柔性防護網(wǎng) + 滑坡 ; 參考:《西南交通大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:我國地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),特別在中西部地區(qū),地形高低起伏大、地質(zhì)構(gòu)造多樣、巖土破碎、災(zāi)害性氣象條件顯著,使得滑坡災(zāi)害多發(fā)、頻發(fā),嚴(yán)重威脅了人民的生命財產(chǎn)安全。目前,工程實踐中存在多種滑坡災(zāi)害防治措施,被動柔性防護網(wǎng)以其在安全性、經(jīng)濟性、適用性及環(huán)保性等方面具有的獨特優(yōu)勢,在防治緩動式堆積土滑坡方面的應(yīng)用越來越廣泛。然而,被動柔性防護網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)研究,多集中于落石沖擊作用下的動力響應(yīng)分析,對于其防治滑坡災(zāi)害方面的研究鮮有涉及。其中,滑坡壓力的取值直接影響被動柔性防護網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,進而影響該結(jié)構(gòu)的防護效果。另外,被動柔性防護網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型多基于落石沖擊試驗數(shù)據(jù)設(shè)計,應(yīng)用于防治滑坡災(zāi)害需要進行一定的結(jié)構(gòu)調(diào)整。因此,為了更好地使被動柔性防護網(wǎng)應(yīng)用于防治滑坡災(zāi)害,本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,對滑坡堆積作用下被動柔性防護網(wǎng)所受滑坡壓力取值、結(jié)構(gòu)受力性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計進行研究,主要包括以下工作:(1)研究被動柔性防護網(wǎng)攔截滑坡體積及滑坡壓力計算方法;诒粍尤嵝苑雷o網(wǎng)攔截滑坡體積計算簡圖,確定了攔截滑坡體積的計算公式,對比分析了滑坡體傾角、斜坡傾角、防護網(wǎng)安裝角度、防護網(wǎng)高度及長度對防護網(wǎng)極限攔截體積的影響,并進一步建立了滑坡壓力計算公式。分析結(jié)果表明:被動柔性防護網(wǎng)攔截滑坡體傾角決定了滑坡體積,泥砂顆粒休止角與內(nèi)摩擦角相等的取值方法,低估了被動柔性防護網(wǎng)完全覆蓋時作用的滑坡壓力;被動柔性防護網(wǎng)應(yīng)用于防治緩動式堆積土滑坡時,防護網(wǎng)安裝角度多采用90°。(2)基于概率論、數(shù)理統(tǒng)計及結(jié)構(gòu)可靠性分析方法計算被動柔性防護網(wǎng)所受滑坡壓力標(biāo)準(zhǔn)值。針對“5.12”汶川地震獅子梁震裂山體潛在滑坡體,進行了滑坡壓力調(diào)查和統(tǒng)計分析,建立了滑坡壓力的荷載模型;確定了滑坡壓力荷載樣本的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)等統(tǒng)計參數(shù);通過K-S檢驗方法推導(dǎo)了滑坡壓力荷載樣本的概率密度函數(shù)和概率分布函數(shù)近似計算表達式;并基于工程結(jié)構(gòu)可靠性計算原理給出了獅子梁震裂山體潛在滑坡體處滿足95%保證率的被動柔性防護網(wǎng)所受滑坡壓力標(biāo)準(zhǔn)值。計算結(jié)果表明:獅子梁震裂山體中潛在滑坡體的滑坡壓力荷載樣本平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)差分別為45.25 kN/m2和1.36 kN/m2;滑坡壓力取值符合極值Ⅰ型分布;滿足95%保證率的被動柔性防護網(wǎng)所受滑坡壓力標(biāo)準(zhǔn)值取47.50 kN/m2。(3)建立落石沖擊動力計算模型和滑坡壓力靜力計算模型,進行鋼柱與鋼絲繩網(wǎng)、鋼柱與基礎(chǔ)間不同連接方式下,被動柔性防護網(wǎng)結(jié)構(gòu)的受力響應(yīng)研究。由于被動柔性防護網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型多用于防護一定沖擊動能的落石災(zāi)害,與沖擊力作用相比,滑坡壓力可視為靜力荷載,防護網(wǎng)受力響應(yīng)會存在較大差別。因此,基于數(shù)值分析結(jié)果,對防治落石災(zāi)害的被動柔性防護網(wǎng)結(jié)構(gòu)在用于防治滑坡災(zāi)害時的設(shè)計思路進行了研究,以給出構(gòu)件調(diào)整建議和方案。分析結(jié)果表明:動力或靜力荷載作用下,建議鋼柱與鋼絲繩網(wǎng)、鋼柱與基礎(chǔ)間采用“兩點-鉸接”連接方式;滑坡壓力作用下,需在被動柔性防護網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型基礎(chǔ)上調(diào)整拉錨繩及支撐繩的截面面積,并提高鋼柱的抗彎剛度。
[Abstract]:In order to better make the passive flexible protective net applied to the landslide hazard , the paper uses the theory analysis and numerical simulation to study the effect of the landslide pressure , the slope angle , the installation angle of the protective net , the height and the length of the protective net on the limit interception volume of the protection net .
Based on probability theory , mathematical statistics and structural reliability analysis method , the standard value of landslide pressure in passive flexible protective net is calculated .
The average value , standard deviation and coefficient of variation of landslide pressure load samples are determined .
The probability density function and probability distribution function approximation formula of landslide pressure load samples are deduced by the K - S test method .
Based on the principle of reliability calculation of engineering structure , the standard value of landslide pressure of passive flexible protective net with 95 % guarantee rate is given . The calculation results show that the average value of landslide pressure load and the standard deviation of sample are 45.25 kN / m2 and 1.36 kN / m2 respectively .
The landslide pressure value conforms to the extreme value I distribution ;
Based on the results of numerical analysis , it is suggested that the passive flexible protective net structure for preventing and controlling the rockfall disaster can be regarded as static load , and the stress response of the passive flexible protective net structure is greatly different .
Under the action of landslide pressure , the cross - sectional area of the pull - up rope and the supporting rope needs to be adjusted on the basis of the standard configuration of the passive flexible protective net , and the bending rigidity of the steel column is improved .
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:P642.22
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,本文編號:1959669
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