本文關(guān)鍵詞：高鐵簡支梁橋跨隱伏地裂縫帶影響范圍及跨長研究

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【摘要】：地裂縫是一種典型的地質(zhì)災害,其中隱伏地裂縫由于并未出露地表,所以一般常被人們所忽視,但近年來由于隱伏地裂縫活動造成了眾多道路、橋梁以及房屋的破壞,因此對于隱伏地裂縫的研究日漸興起。大西客運專線高速鐵路(大西高鐵)途徑汾渭地塹斷陷盆地中的運城、臨汾以及太原盆地,沿線地裂縫十分發(fā)育,截止目前共發(fā)現(xiàn)21條(帶),與線路交匯36處,其中出露相交9處,隱伏相交27處,隱伏相交地裂縫占總數(shù)的75%,這為大西高鐵的安全運營埋下了嚴重的安全隱患,同時目前國內(nèi)外對于隱伏地裂縫對高鐵橋梁的影響研究甚少,因此開展隱伏地裂縫活動對高鐵橋梁的影響研究具有重要理論意義和工程實用價值。本文以大西高鐵橋梁跨越沿線隱伏地裂縫為背景,首先通過現(xiàn)場調(diào)查、地裂縫專項勘察及統(tǒng)計分析等手段,查明了大西高鐵位于山西境內(nèi)沿線隱伏地裂縫基本特征及活動性并針對相應工點進行了工程設(shè)防綜合評價,然后采用規(guī)范法、勘察法、力學分析法及數(shù)值模擬計算法綜合確定了典型地裂縫影響區(qū)域的寬度為上盤25m,下盤14m。在此基礎(chǔ)上,基于Midas GTS有限元數(shù)值方法,通過不同跨長(L=24m,32m和40m)不同角度(θ=45°,60°和90°)高鐵簡支梁橋跨越隱伏地裂縫帶的數(shù)值模擬計算,從位移、應力、應變及結(jié)構(gòu)內(nèi)力等多方面綜合分析了位于地裂縫兩側(cè)土體—樁基礎(chǔ)—簡支梁橋的變形破壞模式及相互關(guān)系,揭示了隱伏地裂縫錯動情況下不同交角、不同跨長高鐵簡支梁橋的變形破壞機理及規(guī)律,即隨著交角的減小,跨越段箱梁縱向受力模式為整體受拉→局部受拉→整體拉扭,地裂縫上盤區(qū)箱梁主要承受壓應變,地裂縫下盤區(qū)箱梁主要承受拉應變,拉、壓應變整體呈現(xiàn)反對稱規(guī)律,且拉、壓應變均隨著跨長的增大而減小。最后確定了隱伏地裂縫與高鐵線路不同交角情況下最合理跨長,即正交跨長取32m,斜交跨長均取40m,同時從結(jié)構(gòu)安全和造價經(jīng)濟的角度提出了高鐵橋梁通過隱伏地裂縫帶的防治對策。
【關(guān)鍵詞】：高速鐵路 隱伏地裂縫 簡支梁橋 影響機制 數(shù)值計算
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U442.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 地裂縫研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 地裂縫對橋梁工程影響研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 研究思路及技術(shù)路線17-19
• 第二章 大西高鐵沿線隱伏地裂縫的基本特征及評價19-32
• 2.1 區(qū)域地質(zhì)背景20-24
• 2.1.1 水文與氣象20-21
• 2.1.2 地形地貌21
• 2.1.3 地層巖性21-22
• 2.1.4 地質(zhì)構(gòu)造22-23
• 2.1.5 水文地質(zhì)條件23-24
• 2.2 大西高鐵沿線隱伏地裂縫發(fā)育特征及評價24-32
• 第三章 隱伏地裂縫場地影響區(qū)范圍的確定32-49
• 3.1 地方規(guī)范規(guī)定的影響帶寬度32-33
• 3.2 地裂縫專項勘察確定的地裂縫影響帶寬度33
• 3.3 張剪型隱伏地裂縫破裂擴展模式力學分析影響范圍33-38
• 3.3.1 直線延伸型剪切擴展破環(huán)模式34-35
• 3.3.2 拉張擴展破壞模式35
• 3.3.3 反傾向直線型拉張擴展破壞模式35-38
• 3.4 有限元計算確定隱伏地裂縫影響帶范圍38-47
• 3.4.1 有限元模型39-40
• 3.4.2 邊界條件及地裂縫上盤沉降活動加載40
• 3.4.3 材料本構(gòu)關(guān)系40
• 3.4.4 關(guān)鍵技術(shù)處理40-41
• 3.4.5 模型計算參數(shù)選取41
• 3.4.6 計算工況41-42
• 3.4.7 計算結(jié)果分析42-47
• 3.5 隱伏地裂縫影響帶寬度的綜合確定47-49
• 第四章 正交跨越隱伏地裂縫高鐵簡支梁橋跨長分析49-69
• 4.1 實體工程概況49-51
• 4.2 正交有限元計算模型51-53
• 4.3 材料本構(gòu)模型及參數(shù)53
• 4.4 邊界條件及關(guān)鍵技術(shù)處理53-54
• 4.5 計算工況54
• 4.6 計算結(jié)果及分析54-67
• 4.7 小結(jié)67-69
• 第五章 60°斜交跨越隱伏地裂縫高鐵簡支梁橋跨長分析69-85
• 5.1 有限元模型建立69-70
• 5.2 材料本構(gòu)模型及參數(shù)70
• 5.3 邊界條件及關(guān)鍵技術(shù)處理70-71
• 5.4 計算結(jié)果及分析71-83
• 5.5 小結(jié)83-85
• 第六章 45°斜交跨越隱伏地裂縫高鐵簡支梁橋跨長分析85-103
• 6.1 有限元模型建立85-86
• 6.2 材料本構(gòu)模型及參數(shù)86
• 6.3 邊界條件及關(guān)鍵技術(shù)處理86-87
• 6.4 計算結(jié)果及分析87-101
• 6.5 小結(jié)101-103
• 第七章 高鐵橋梁跨隱伏地裂縫帶防治對策103-105
• 第八章 結(jié)論與展望105-107
• 8.1 結(jié)論105
• 8.2 展望105-107
• 參考文獻107-110
• 攻讀學位期間取得的研究成果110-111
• 致謝111

【參考文獻】

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本文編號：668482