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(zāi)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(dòng)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(yùn)專線高速鐵路(大西高鐵)途徑汾渭地塹斷陷盆地中的運(yùn)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(yùn)營埋下了嚴(yán)重的安全隱患,同時(shí)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(dòng)對高鐵橋梁的影響研究具有重要理論意義和工程實(shí)用價(jià)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(xiàng)勘察及統(tǒng)計(jì)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(dòng)性并針對相應(yīng)工點(diǎn)進(jìn)行了工程設(shè)防綜合評價(jià),然后采用規(guī)范法、勘察法、力學(xué)分析法及數(shù)值模擬計(jì)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(jì)算,從位移、應(yīng)力、應(yīng)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(cuò)動(dòng)情況下不同交角、不同跨長高鐵簡支梁橋的變形破壞機(jī)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(yīng)變,地裂縫下盤區(qū)箱梁主要承受拉應(yīng)變,拉、壓應(yīng)變整體呈現(xiàn)反對稱規(guī)律,且拉、壓應(yīng)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(shí)從結(jié)構(gòu)安全和造價(jià)經(jīng)濟(jì)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(jī)制 數(shù)值計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jià)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(jià)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(xiàng)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(kuò)展模式力學(xué)分析影響范圍33-38
• 3.3.1 直線延伸型剪切擴(kuò)展破環(huán)模式34-35
• 3.3.2 拉張擴(kuò)展破壞模式35
• 3.3.3 反傾向直線型拉張擴(kuò)展破壞模式35-38
• 3.4 有限元計(jì)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(dòng)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(jì)算參數(shù)選取41
• 3.4.6 計(jì)算工況41-42
• 3.4.7 計(jì)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(shí)體工程概況49-51
• 4.2 正交有限元計(jì)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(jì)算工況54
• 4.6 計(jì)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(jì)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(jì)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(xiàn)107-110
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果110-111
• 致謝111

【參考文獻(xiàn)】

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