【摘要】：采用大型通用有限元軟件ABAQUS對某室內(nèi)模型試驗進行了數(shù)值模擬,驗證了三維有限元法進行洞室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的可靠性。結(jié)合永武(永安-武平)高速公路A11合同段巖溶地質(zhì)資料,將溶洞近似為與實際相近的橢球狀,建立巖溶區(qū)路堤的三維有限元模型,分析溶洞頂板厚度、填方高度、溶洞位置以及溶洞充填狀況對路堤及溶洞頂板穩(wěn)定性的影響。為與現(xiàn)行頂板安全厚度確定方法進行比較,進行二維平面應(yīng)變有限元分析。研究表明,對于較完整的頂板巖層,按頂板受拉破壞穩(wěn)定安全系數(shù)為4確定的安全厚度過于保守,按梁板理論彎曲受拉破壞確定的安全厚度也偏于保守,是由于實際頂板巖層并不完全符合梁板理論的簡化假設(shè),而以有限元分析所得最大彎矩按梁板彎曲受拉破壞確定的安全厚度最為經(jīng)濟;實際工程中三維效應(yīng)明顯的溶洞,現(xiàn)行理論簡化和二維數(shù)值分析法都較為粗糙,宜采用三維數(shù)值分析法。通過對上述問題的分析,為該高速公路巖溶區(qū)填方路段的設(shè)計和溶洞的處治與否提出指導(dǎo)性意見,已創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益和社會效益,可供類似工程應(yīng)用時參考。
[Abstract]:The numerical simulation of an indoor model test is carried out by using the large-scale general finite element software ABAQUS, and the reliability of 3D finite element method for structural stability analysis of caverns is verified. Based on the Karst geological data of A11 contract section of Yongwu (Yongan-Wuping) Expressway, the cave is approximated to an ellipsoid shape similar to the actual one. The three-dimensional finite element model of embankment in Karst area is established, and the roof thickness and filling height of Karst Cave are analyzed. The influence of cave position and cave filling condition on the stability of embankment and cave roof. In order to compare with the current method for determining the safe thickness of roof, the finite element analysis of two-dimensional plane strain is carried out. The results show that for the more complete roof strata, the safety thickness determined by the stability safety factor of roof tensile failure is too conservative, and the safety thickness determined by bending tensile failure according to the theory of beam and plate is also conservative. The reason is that the actual roof strata do not fully conform to the simplified assumption of beam and plate theory, and the maximum bending moment obtained by finite element analysis is the most economical according to the safe thickness determined by the bending and tensile failure of beam and plate. For caverns with obvious three-dimensional effect in practical engineering, the current theoretical simplification and two-dimensional numerical analysis methods are rough, so it is appropriate to adopt three-dimensional numerical analysis method. Through the analysis of the above problems, this paper puts forward some guiding suggestions for the design of the filling section of the Karst area of the expressway and the treatment of the caverns, which has created better economic and social benefits, which can be used as a reference for the application of similar projects.
【作者單位】： 福州大學(xué)巖土工程研究所;臥龍崗大學(xué)土木采礦與環(huán)境工程學(xué)院;福建省交通規(guī)劃設(shè)計院;
【基金】：福建省交通規(guī)劃設(shè)計院合作研究項目資助(No.2011J01308)
【分類號】：U416.12

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本文編號：2483026