發(fā)布時(shí)間：2017-09-24 02:16

  本文關(guān)鍵詞：泥石流沖擊橋墩動力響應(yīng)分析

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【摘要】：泥石流災(zāi)害在我國山區(qū)及地形險(xiǎn)要地區(qū)是頻繁且嚴(yán)重的自然災(zāi)害,隨著我國山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境破壞的加劇,公路、鐵路中的橋涵等工程設(shè)施遭受泥石流災(zāi)害的概率亦隨之增加。泥石流爆發(fā)突然、強(qiáng)度大,破壞力極強(qiáng),威脅建在泥石流區(qū)域的橋梁的安全性,故本論文開展了泥石流沖擊橋墩響應(yīng)的研究。本文首先分析了泥石流的基本特性,探討了影響泥石流沖擊作用的重要參數(shù),給出了泥石流的容重、流速、沖擊力等一系列物理參量的計(jì)算方法,對泥石流模擬的數(shù)學(xué)模型和流變力學(xué)模型進(jìn)行了介紹,考慮運(yùn)動狀態(tài),通過七-8模型實(shí)現(xiàn)湍流過程。其次,采用有限元軟件模擬了泥石流與橋墩的流固耦合,將泥石流看做是純物質(zhì)的賓漢體,建立了有限元模型,對雙柱墩、實(shí)心墩和空心墩在泥石流沖擊作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算。最后,通過仿真模擬不同強(qiáng)度泥石流分別對不同形式橋墩的沖擊作用,分析在泥石流作用下橋墩所受沖擊壓力、橋墩頂部位移和應(yīng)力并判定橋梁所處的破壞階段,并且提出了工程防治措施。最終得到如下結(jié)論：橋墩產(chǎn)生的動力響應(yīng)主要受到泥石流的容重、速度的影響,當(dāng)同一橋墩在泥石流沖擊作用下時(shí),其最大壓強(qiáng)、應(yīng)力、位移會隨著泥石流流速的增加而相應(yīng)增大,同時(shí)隨著泥石流沖擊水頭高度的增高而增大。
【關(guān)鍵詞】：泥石流 橋墩 沖擊作用 流固耦合 有限元軟件
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.75
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言及研究目的和意義10-14
• 1.2 泥石流作用對橋梁的危害14-15
• 1.3 泥石流沖擊作用國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 泥石流沖擊作用國外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.2 泥石流沖擊作用國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線圖18-20
• 第二章 泥石流運(yùn)動的物理參數(shù)和模型20-38
• 2.1 泥石流運(yùn)動的物理參數(shù)20-26
• 2.1.1 泥石流的容重20
• 2.1.2 泥石流的流速20-23
• 2.1.3 泥石流的沖擊力23-26
• 2.2 泥石流運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型26-32
• 2.2.1 泥石流的連續(xù)方程26-28
• 2.2.2 泥石流動量守恒方程28-32
• 2.3 泥石流運(yùn)動的流變力學(xué)模型32-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第三章 泥石流與橋墩的流固耦合模擬38-50
• 3.1 雙向耦合數(shù)值模擬理論38-39
• 3.2 CFX三維湍流κ-ε模型39-40
• 3.3 模型的建立及相關(guān)參數(shù)的設(shè)定40-48
• 3.3.1 工程實(shí)例的數(shù)值模擬模型設(shè)定40-45
• 3.3.2 數(shù)值模擬的前處理45-47
• 3.3.3 數(shù)值模擬的求解47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 模擬結(jié)果的分析和工程措施50-98
• 4.1 雙柱墩在泥石流沖擊下的動力響應(yīng)50-65
• 4.1.1 體積分布圖50-52
• 4.1.2 壓強(qiáng)分布圖52-57
• 4.1.3 下部結(jié)構(gòu)位移分布圖57-61
• 4.1.4 下部結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖61-65
• 4.2 實(shí)心墩在泥石流沖擊下的動力響應(yīng)65-80
• 4.2.1 體積分布圖65-67
• 4.2.2 壓強(qiáng)分布圖67-72
• 4.2.3 下部結(jié)構(gòu)位移分布圖72-76
• 4.2.4 下部結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖76-80
• 4.3 空心墩在泥石流沖擊下的動力響應(yīng)80-95
• 4.3.1 體積分布圖80-83
• 4.3.2 壓強(qiáng)分布圖83-87
• 4.3.3 下部結(jié)構(gòu)位移分布圖87-91
• 4.3.4 下部結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖91-95
• 4.4 應(yīng)對泥石流沖擊的橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及泥石流的防治工程措施95-97
• 4.5 本章小結(jié)97-98
• 第五章 結(jié)論及展望98-100
• 致謝100-102
• 參考文獻(xiàn)102-106
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的課題)106

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