检索结果-南通市图书馆

作者：李伦长安大学

学位级别：硕士

断裂带的活动往往诱发地震,引起地层错动和地表破裂,导致工程危害。西安市位于黄土高原,地处渭河断陷盆地,地质构造复杂,断裂、地裂缝、湿陷性黄土等特殊地质发育。西安市轨道交通建设将面临骊山山前断裂、泾阳-渭南断裂、渭河断裂等活... 详细信息

断裂带的活动往往诱发地震,引起地层错动和地表破裂,导致工程危害。西安市位于黄土高原,地处渭河断陷盆地,地质构造复杂,断裂、地裂缝、湿陷性黄土等特殊地质发育。西安市轨道交通建设将面临骊山山前断裂、泾阳-渭南断裂、渭河断裂等活动断裂蠕滑错动和粘滑发震的安全风险,这些断裂带的活动对西安市城市轨道交通建设及后期的安全运营构成威胁,是西安地铁建设中必须解决的重大工程地质问题。本文以西安地铁十号线一期工程渭河高架桥跨越泾阳-渭南(F3)活动断裂带为研究背景,基于现场调查和历史资料分析,查明了研究区的工程地质条件,通过数值模拟和理论分析,开展了断裂蠕滑错动及粘滑诱发地震作用下断裂带场地的响应规律以及断裂错动作用下地铁高架桥梁受力变形研究,并提出了高架桥跨越断裂带的工程防治措施。主要成果如下:(1)阐明了西安地铁十号线一期工程沿线场地工程地质条件与主要断裂带的活动特征,对活动断裂带对地铁十号线一期工程的影响进行了评价。(2)针对断裂带蠕滑和粘滑两种活动方式,开展了断裂蠕滑错动和粘滑诱发地震作用下断裂带场地响应规律研究,分析了断裂带场地的位移变形、应力分布、塑性区分布及100年超越概率为10%和2%的西安人工地震波作用下断裂带场地地表峰值加速度(PGA)放大系数的变化规律,得出了断裂带活动对场地的影响范围。(3)基于有限元数值模拟技术,建立多种工况地层-断裂带-高架桥三维地质力学模型,对比分析了断裂错动作用下高架桥以不同交角(θ=30°、45°、60°及90°)、不同跨长(L=30m、35m、40m及45m)、不同桩长(D=45m、50m、55m及60m)跨越不同宽度(B=0m、5m、10m及20m)和倾角(β=55°、65°、75°及85°)的断裂带地表沉降及桥梁结构的受力变形特征;基于桩土相互作用,从理论上分析了断裂带场地桥梁桩基础的受力变形特征。(4)基于理论分析和数值模拟,结合已有研究成果,确定了断裂带场地地铁高架桥工程设防的范围,厘定了高架桥跨越断裂带的最优跨长和最优桩长,提出了高架桥跨越断裂带的三向位错变形调整、选线原则及结构优化设计形式、上部结构防治及地基加固等抗断裂错动措施和抗震减震防治对策。

关键词：地铁高架桥活动断裂变形响应规律影响范围数值模拟防治对策

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黄土填方边坡界面效应及稳定性研究

黄土填方边坡界面效应及稳定性研究

作者：陈星长安大学

学位级别：硕士

为了解决延安地区可拓展空间小,城市可利用土地资源匮乏等问题,延安市开展了大规模的平山造城与治沟造地工程建设。在这一工程实施过程中,涉及到大量的挖填方边坡的稳定性问题,其中黄土填方边坡的影响因素众多,具有“三面两体一水(交界... 详细信息

为了解决延安地区可拓展空间小,城市可利用土地资源匮乏等问题,延安市开展了大规模的平山造城与治沟造地工程建设。在这一工程实施过程中,涉及到大量的挖填方边坡的稳定性问题,其中黄土填方边坡的影响因素众多,具有“三面两体一水(交界面、基底面、临空面、填筑体、地基体、环境水)”特征,尤其是界面对黄土填方边坡稳定性具有控制作用。因此,开展黄土填方边坡界面效应及其稳定性研究具有重要的理论意义和工程实用价值。本文以延安治沟造地与平山造城工程中黄土填方边坡为研究对象,在延安南沟及新区原始边坡与填方边坡野外调查及现场取样的基础上,首先利用室内土工试验及CTC三轴剪切试验获取相关物理力学指标;然后通过室内模型试验,研究了降雨作用下黄土填方边坡界面效应及失稳机制,结合多工况数值模拟计算,分析了降雨及坡角变化下填方边坡的稳定性,以及填方坡和原始坡分界带及填土相关参数对填方边坡稳定性的影响及敏感性。主要成果和结论如下:(1)基于室内模型试验,揭示了降雨作用下填方坡及其与原始坡界面处含水率及孔压的变化规律,认为填方边坡的界面效应表现为交界面为一个降雨优势渗流通道,并且降雨沿交界面入渗存在滞后现象,得出了降雨作用下黄土填方边坡变形破坏模式为浅层滑移,其失稳过程为:坡脚局部泥流破坏→坡面中部细沟侵蚀→坡肩附近产生拉张裂缝→坡面片蚀产生局部滑移→坡肩附近裂缝增多并扩展加深→坡肩可能发生浅层滑移。(2)基于Geo-studio数值软件,分析了不同降雨工况对填方边坡稳定性的影响,结果表明一定降雨时间内,填方边坡稳定性系数下降速率及幅度随着降雨强度增大而增大,而相同降雨强度下,填方边坡稳定性系数随着降雨时长的增加而减小。但在降雨量及峰值雨强不变的情况下,不同的降雨过程对填方边坡稳定性影响不大。(3)基于数值模拟,揭示了降雨和坡角对黄土填方边坡稳定性的影响规律,结果表明当坡角≤35°时,填方坡塑性变形仅出现在分界带内;当坡角>35°时,填方坡坡脚因应力集中出现剪切变形,且随的增加,坡脚塑性变形逐渐扩大,同时分界带塑性变形也在扩展;当≥55°时,二者贯通,造成填方边坡产生沿分界带的滑动破坏。(4)通过Midas/GTS数值模拟和敏感性分析方法,揭示了分界带及填土参数对填方边坡稳定性的影响程度及规律,结果表明分界带的内摩擦角对填方边坡的稳定性影响最大,而分界带的黏聚力、倾角、填土的内摩擦角、填筑长度、填土的黏聚力的影响依次减弱。

关键词：黄土填方边坡降雨模型试验界面效应稳定性数值模拟

地裂缝场地地铁隧道暗挖施工沉降及工法优化研究

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地裂缝场地地铁隧道暗挖施工沉降及工法优化研究

作者：杨招长安大学

学位级别：硕士

地铁,作为城市轨交系统的重要一环,推动着城市的快速发展,是城市基建的“生命线工程”。然而,囿于西安地区独特的地质条件,地裂缝发育,分布广泛,地铁施工建设过程中无法避免穿越地裂缝带。目前西安地铁穿越地裂缝带基本采用浅埋暗挖法施... 详细信息

地铁,作为城市轨交系统的重要一环,推动着城市的快速发展,是城市基建的“生命线工程”。然而,囿于西安地区独特的地质条件,地裂缝发育,分布广泛,地铁施工建设过程中无法避免穿越地裂缝带。目前西安地铁穿越地裂缝带基本采用浅埋暗挖法施工,而地裂缝作为一种软弱结构面,其周边地层较为破碎,地铁隧道穿越地裂缝带暗挖施工可能引发地面不均匀沉降、结构渗水和隧道塌方等一系列工程灾害。因此,研究地裂缝场地地铁隧道如何安全施工,减轻施工对地表建(构)筑物的影响,是地裂缝场地地铁隧道建设亟需解决的重要工程难题。本文以西安地铁6号线一期工程丈八四路站～丈八一路站区间隧道穿越f8地裂缝浅埋暗挖施工段为工程背景,基于历史资料及现场调查,阐明了地铁6号线一期工程沿线地裂缝活动特征,分析了f8地裂缝的未来活动趋势,厘清了f8地裂缝对暗挖区间隧道的可能影响,采用现场试验与数值计算相结合的研究手段,揭示了地裂缝场地地铁隧道浅埋暗挖施工过程中隧道开挖方向、隧道埋深、隧道与地裂缝相交角度以及隧道洞径尺寸等因素对地表沉降的影响机制,构建了地裂缝场地地铁隧道浅埋暗挖施工优化CRD工法。主要成果如下:(1)通过资料收集、野外调查与地质勘测,获取了地裂缝场地地铁隧道暗挖区段的地形地貌特征、地层岩性、地质构造条件及气象水文条件,阐明了西安地裂缝概况和成因机制,查明了地铁6号线一期工程沿线地裂缝活动特征,分析了f8地裂缝对暗挖区间隧道的可能影响。(2)通过对地裂缝场地暗挖施工区间地表、地裂缝、隧道及围岩进行现场监测,揭示了地裂缝场地地铁隧道暗挖施工地表沉降、地裂缝沉降、隧道拱顶沉降、隧道水平收敛变形及隧道围岩接触压力变化规律。(3)基于有限元计算软件,以西安地铁6号线一期工程丈八四路站～丈八一路站区间隧道穿越f8地裂缝带为原型,建立了多工况地层-地裂缝-隧道三维数值计算模型,揭示了地裂缝场地地铁隧道暗挖施工过程中隧道开挖方向(从上盘至下盘和从下盘至上盘)、隧道埋深(10m、15m和20m)、隧道洞径(8m、10m和12m)及隧道与地裂缝带相交角度(30°、60°和正交)等因素对地表沉降的影响机制。(4)基于地裂缝场地的特殊性及已有的CRD工法构建了施工优化工法,运用数值软件动态模拟了传统CRD工法和优化CRD工法施工开挖全过程,并结合现场监测数据,对比分析了两种工法下地裂缝场地地铁隧道施工引起的地层地表沉降变形规律和隧道结构受力变形特征,验证了优化CRD工法的可靠性。

关键词：地铁隧道地裂缝场地暗挖施工地表沉降 CRD工法优化现场监测数值模拟围岩应力

客运专线铁路路基穿越地裂缝带性状的数值模拟研究

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客运专线铁路路基穿越地裂缝带性状的数值模拟研究

作者：李明俐长安大学

学位级别：硕士

地裂缝是一种典型的地质灾害，中国的地裂缝发育十分明显。地裂缝的广泛分布对目前我国大规模的高速铁路建设构成了潜在的威胁。大西客运专线铁路穿越太原、临汾及运城等盆地地区时沿线具有一定规模的地裂缝达21条之多，其中与大西客运... 详细信息

地裂缝是一种典型的地质灾害，中国的地裂缝发育十分明显。地裂缝的广泛分布对目前我国大规模的高速铁路建设构成了潜在的威胁。大西客运专线铁路穿越太原、临汾及运城等盆地地区时沿线具有一定规模的地裂缝达21条之多，其中与大西客运专线线路交叉36处且地裂缝活动均较为强烈，对大西客运专线高铁工程建设带来严重的安全隐患。因此，开展地裂缝活动对客运专线高速铁路路基的影响机制研究具有十分重要的理论意义和工程实用价值。本文以大西客运专线铁路工程为背景，首先介绍了大西客运专线铁路沿线地裂缝的基本特征及成因模式，然后重点对沿线地裂缝的发育特征、活动程度及致灾性进行了简述说明。采用有限元数值模拟软件***建立数值分析模型，对客运专线铁路路基多角度斜穿地裂缝进行数值模拟计算，从位移、内力及宏观变形等方面对路基结构及变形破坏特征进行了分析，揭示了多角度斜穿地裂缝带的路基在地裂缝活动作用下发生的变形破坏特征及破坏模式，得出地裂缝活动对客运专线铁路路基的影响范围。数值模拟计算分析与模型试验结果对比发现，结果基本表现一致。数值模拟计算结果及模型试验可为大西客运专线高速铁路的设计、施工及安全运营提供科学的理论指导和设计依据。同时，也可为其他地裂缝发育地区铁路、公路工程的建设提供参考和借鉴。

关键词：客运专线高速铁路路基地裂缝影响机制有限元数值模拟

顺倾断裂带黄土—泥岩边坡地震动力响应机制研究

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顺倾断裂带黄土—泥岩边坡地震动力响应机制研究

作者：苏晓亮长安大学

学位级别：硕士

随着我国“西部大开发”以及“一带一路”战略不断推进,西部地区工程建设规模越来越大,而西北黄土高原地区山高谷深、地质环境恶劣导致崩塌、滑坡等地质灾害频发,给该地区工程建设带来了前所未有的挑战。在黄土高原地区地震滑坡调查过... 详细信息

随着我国“西部大开发”以及“一带一路”战略不断推进,西部地区工程建设规模越来越大,而西北黄土高原地区山高谷深、地质环境恶劣导致崩塌、滑坡等地质灾害频发,给该地区工程建设带来了前所未有的挑战。在黄土高原地区地震滑坡调查过程中发现一些黄土滑坡下覆基岩往往发育着隐伏的顺倾断裂带,其特殊的黄土-泥岩地层结构组成以及边坡体内的断裂带控制着边坡稳定性及变形破坏机制。尤其是,西部地区新构造运动强烈,地震频发。高烈度地震作用下顺倾断裂带黄土-泥岩边坡的动力响应问题成为工程设计和边坡工程防灾减灾研究的热点问题,因此,开展地震作用下顺倾断裂带黄土-泥岩边坡动力响应机制研究具有十分重要的现实意义和理论意义。本文以西北重镇天水地区的典型顺倾断裂带黄土-泥岩滑坡为研究背景,基于大型振动台模型试验和FLAC3D动力数值模拟计算,对地震作用下不同倾角顺倾断裂带黄土-泥岩边坡动力响应机制进行了研究,取得如下结论:(1)阐述了天水地区地质环境条件,区内活动断裂带发育,地震频发,认为活动断裂带控制着区内黄土-泥岩边坡的稳定性及变形破坏模式。(2)以研究区典型顺倾断裂带黄土-泥岩滑坡为研究背景,基于相似理论建立振动台试验概化模型,首次开展倾角θ=50°和80°顺倾黄土-泥岩边坡动力响应的大型振动台物理模型试验,结合数值模拟对比验证,揭示了倾角θ=50°和80°顺倾断裂带黄土-泥岩边坡在不同地震动作用下的动力响应规律及变形破坏模式,包括加速度响应规律、土压力响应规律、边坡变形特征,得到了地震作用下不同倾角顺倾断裂带对黄土-泥岩边坡动力响应机制。(3)采用FLAC3D数值模拟软件,开展地震作用下无断裂带和含倾角θ=50°、60°和80°顺倾断裂带四种黄土-泥岩边坡动力响应的对比模拟分析,从坡体内关键部位加速度响应、坡面位移、塑性区分布、剪应变增量以及永久水平位移等方面研究了不同倾角顺倾断裂带对黄土-泥岩边坡动力响应的影响机制,并与振动台模型试验结果进行了对比。结果表明边坡体内加速度放大系数表现为趋表效应,高程放大效应,岩性组合效应,且加速度响应在断裂带内最强;断裂带倾角越小,动力响应越弱,但随地震波振幅增大,其上盘放大效应却越强,对边坡稳定性和变形破坏模式的影响越大;含陡倾顺层断裂带黄土-泥岩边坡在地震作用下的变形破坏模式多为震裂→崩落滑移式。

关键词：黄土—泥岩边坡顺倾断裂带振动台试验数值模拟地震动力响应机制

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地裂缝环境下城市地下综合管廊结构性状研究

地裂缝环境下城市地下综合管廊结构性状研究

作者：闫钰丰长安大学

学位级别：硕士

城市地下综合管廊是建设“海绵城市”的重要组成部分,能极大提高城市地下空间的利用率,推动城市的可持续发展,是城市重要的“生命线系统”。西安市作为“一带一路”起点城市和国际化大都市,地下综合管廊建设进入了快速发展阶段,然而西... 详细信息

城市地下综合管廊是建设“海绵城市”的重要组成部分,能极大提高城市地下空间的利用率,推动城市的可持续发展,是城市重要的“生命线系统”。西安市作为“一带一路”起点城市和国际化大都市,地下综合管廊建设进入了快速发展阶段,然而西安市地裂缝发育,给西安市地下综合管廊建设带来了严重安全隐患。地裂缝的活动可能导致地下综合管廊结构开裂破坏,进而引发次生灾害,对城市居民生命财产安全构成威胁。本文以西安市昆明路地下综合管廊穿越地裂缝带为研究对象,基于现场调查,厘清了拟建场地地裂缝活动特征并对其未来活动性进行了分析,然后基于有限元数值模拟计算和理论力学解析,系统研究了地裂缝环境下城市地下综合管廊结构的变形和力学行为,揭示了地裂缝错动对地下综合管廊的影响机制,提出了相关的工程防治措施,为地裂缝发育地区城市地下综合管廊建设提供科学依据与参考。主要研究成果如下:(1)在西安市地裂缝的活动特征及其成因机制分析基础上,厘清了西安市昆明路城市地下综合管廊沿线地裂缝的活动特征并对其未来活动性进行了预测分析,确定了地裂缝在综合管廊设计使用期内的累积位错量。(2)基于Midas/GTS有限元软件,建立了地下综合管廊和地裂缝不同交角下(30°、60°和正交)的三维地质力学模型,研究了跨地裂缝带地下综合管廊及地层的变形和受力特征,确定了地裂缝错动对综合管廊的影响范围,揭示了地裂缝错动作用下地下综合管廊结构变形破坏机制。(3)基于结构力学理论,建立了地裂缝错动作用下地下综合管廊-围岩地层相互作用的计算模型,对跨地裂缝带地下综合管廊的横截面内力进行了分析,推导了相应的内力计算公式,并通过计算实例对公式的合理性进行了验证分析。(4)基于弹性地基梁理论,建立了跨地裂缝带地下综合管廊结构的纵向变形和力学模型,将穿越地裂缝带的分段综合管廊划分成两段,即下盘锚固段和上盘受荷段,并求解获得了管廊结构的内力;分析了不同锚固长度(l=10m、12m、14m、16m和18m)结构的内力值,确定了锚固段l=14m是跨地裂缝带分段地下综合管廊的最优长度;通过位移反算的方法对公式的合理性进行了分析。(5)在地裂缝错动对综合管廊的影响分析的基础上,提出了管廊外部结构可采取分段设缝、设置柔性接头和其他辅助措施等工程防治措施,并基于有限元数值模拟计算对防治措施的合理性进行分析;同时提出了采取安放可调支座、建立管道变形监测预警保证入廊管线安全的设防措施,为地裂缝发育地区修筑地下综合管廊等地下工程提供参考。

关键词：地下综合管廊地裂缝变形力学行为数值模拟理论解析设防措施

地裂缝场地地铁隧道暗挖施工围岩应力与变形规律研究

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地裂缝场地地铁隧道暗挖施工围岩应力与变形规律研究

作者：李晨阳长安大学

学位级别：硕士

随着我国国民经济的持续快速发展,城市化进程进一步加快,城市轨道交通建设突飞猛进,建设规模之大,前所未有。然而,城市轨道交通建设正面临着诸如地裂缝、岩溶、断裂带以及特殊性土等不良地质的挑战,给我国的城市轨道交通建设带来了重大... 详细信息

随着我国国民经济的持续快速发展,城市化进程进一步加快,城市轨道交通建设突飞猛进,建设规模之大,前所未有。然而,城市轨道交通建设正面临着诸如地裂缝、岩溶、断裂带以及特殊性土等不良地质的挑战,给我国的城市轨道交通建设带来了重大安全威胁。其中,地裂缝场地地铁隧道施工地层沉降问题较为突出,摸清地裂缝场地地铁隧道施工围岩变形规律是保障地裂缝场地地铁隧道施工的重要前提和基础。基于此,本文依托西安地铁6号线区间隧道CRD工法施工穿越f8地裂缝为工程背景,采用物理模型试验对隧道开挖建设中的围岩变形和应力变化特征进行分析;按照相似比建立数值模型,计算分析了隧道开挖过程中地表和围岩的变形以及应力的变化特征,验证了模型试验的准确性和可靠性;同时分析了隧道与地裂缝不同角度相交以及不同开挖方向的工况下地裂缝对围岩变形与应力场的影响规律。主要研究结果如下:(1)通过开展几何尺为1:20的物理模型试验,研究了地铁隧道CRD工法施工正交穿越地裂缝带的围岩位移场与应力场的变化特征,揭示了隧道开挖施工过程中地表沉降变形、隧道围岩变形和应力的变化规律,确定了隧道开挖施工沉降的影响范围。(2)基于物理模型试验建立数值计算模型,模拟再现了正交工况下地铁隧道暗挖施工引起地表沉降变形、隧道围岩变形以及隧道围岩应力的变化过程,揭示了开挖施工过程中围岩应力场和位移场的影响规律,验证了物理模型的准确性。(3)基于有限元数值计算软件,以西安地铁6号线一期工程丈八四路站～丈八一路站区间隧道穿越f8地裂缝带为工程背景,构建了不同斜交工况(60°和30°)、不同开挖方向(下盘到上盘)的开挖计算模型,对比分析了不同开挖工况下地裂缝场地地铁隧道施工引起地表沉降变形、隧道围岩变形和隧道围岩应力的变化规律。

关键词：地裂缝场地地铁隧道 CRD工法模型试验数值模拟围岩变形地表沉降

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断裂活动与地下水作用下地裂缝成因机制研究

断裂活动与地下水作用下地裂缝成因机制研究

作者：范文东长安大学

学位级别：硕士

地裂缝是一种由内、外动力地质作用以及人类活动等因素共同作用形成的一种地表破裂现象,是一种缓慢发展的渐进性地质灾害。自20世纪90年代以来,北京市高丽营镇发育了日益严重的地裂缝灾害,成为北京地区最为活跃的地裂缝灾害区。地裂缝... 详细信息

地裂缝是一种由内、外动力地质作用以及人类活动等因素共同作用形成的一种地表破裂现象,是一种缓慢发展的渐进性地质灾害。自20世纪90年代以来,北京市高丽营镇发育了日益严重的地裂缝灾害,成为北京地区最为活跃的地裂缝灾害区。地裂缝作为一种地面形变灾害,给北京的城市规划开发、地面道路及地下轨道交通建设带来了重大困扰,严重制约了北京市经济社会的可持续发展。基于此,本文以北京高丽营地裂缝为研究对象,开展断裂活动与地下水作用下地裂缝成因机制研究。首先介绍了北京高丽营的区域地质背景,包括气象与水文特征、地形地貌、地层岩性、地质构造以及水文地质条件;在已有研究成果的基础上,阐述了高丽营地裂缝的发育特征,包括高丽营地裂缝概况、活动特征及成因。然后,通过断裂活动与地下水作用下的大型物理模型试验,揭示了断裂错动和地下水位下降作用下地裂缝形成及发育特征,包括地层应力变化规律、地表差异沉降以及裂缝扩展破裂特征。同时,利用FLAC3D有限差分软件,分别建立断裂错动和地下水位变化数值模型,分析了断裂错动和地下水位变化下地层位移与应力变化规律。研究表明高丽营地裂缝受黄庄-高丽营断裂带控制,而地下水的过度开采是其超常活动的主要因素,其中断裂活动对高丽营地裂缝贡献率约为82.9%,地下水对高丽营地裂缝贡献率约为17.1%,高丽营地裂缝的形成是断裂活动与地下水二者共同作用下的结果。本文研究成果对北京城市规划建设及地裂缝灾害防治具有重要的指导意义,也对其他地区城镇化建设中的地裂缝减灾防灾具有一定的借鉴作用和参考价值。

关键词：地裂缝北京高丽营断裂地下水物理模型试验成因机制

断裂错动引起上覆土层破裂及其对地铁隧道影响机制研究

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断裂错动引起上覆土层破裂及其对地铁隧道影响机制研究

作者：郭瑞长安大学

学位级别：硕士

在我国活动断裂分布十分广泛,尤其在我国的中西部地区,随着我国“一带一路”国家战略实施以及城镇化进程的加快,高速铁路、公路以及城市轨道交通建设将不可避免地穿越或邻近断裂带通过,断裂带的存在及发育给我国目前大规模的工程建设带... 详细信息

在我国活动断裂分布十分广泛,尤其在我国的中西部地区,随着我国“一带一路”国家战略实施以及城镇化进程的加快,高速铁路、公路以及城市轨道交通建设将不可避免地穿越或邻近断裂带通过,断裂带的存在及发育给我国目前大规模的工程建设带来较为严重的安全威胁,一旦发生断裂错动,将引起上覆土层产生错动和地表破坏,对铁路、公路和城市轨道交通工程产生严重影响。本文以西安地铁临潼线穿越骊山山前断裂为研究背景,基于数值模拟和理论分析,开展了断裂错动对上覆土层及地铁隧道影响机制的研究,旨在分析各因素对上覆土体破裂扩展的影响,揭示基岩断裂错动下上覆土体变形破裂的内在规律,分别研究断裂错动和地震动力作用对跨断裂地铁隧道的影响机制,提出跨断裂地铁隧道设防对策。主要结论与成果如下:(1)查明了地铁临潼线穿越活动断裂带特征,对场区地震构造进行了评价,估算了断裂活动引起的位移量。(2)通过建立二维有限元地质模型,分析了上覆土层厚度、基岩断裂倾角、断裂位错量以及土体力学性质等因素对基岩断裂错动引发上覆土层变形与破裂的影响机制,揭示了断裂错动作用下上覆土层变形分区特征、土体应力状态以及临界位错量的内在规律,总结了断裂错动下上覆土层变形破裂过程及力学机制。(3)基于有限元理论,通过建立地铁隧道-断裂-地层三维有限元模型,分析了断裂错动下地层位移和隧道沉降变形、地层应力以及隧道结构内力等变化特征,并分别给出了断裂两侧上、下盘影响范围,探讨了隧道结构受力特征,揭示了断裂错动对地铁隧道的影响机制。(4)基于有限差分理论建立了三维动力模型,对地震动力作用下跨断裂地铁隧道的响应特征进行了模拟分析,揭示了断裂两侧地层及隧道结构的加速度、位移、土压力以及结构内力的响应规律,结果表明隧道结构的响应特征具有明显上盘效应,给出了地震作用下跨断裂地铁隧道结构内力的影响范围。(5)基于断裂错动和地震动力响应下隧道结构受力变形的影响范围,确定了跨断裂地铁隧道上、下盘设防长度的理论值,考虑到工程安全性及断裂复杂性,给出了设防建议值为上盘75m、下盘50m;并从工程应对措施出发,提出了跨断裂地铁隧道结构设防对策。

关键词：地铁隧道活动断裂上覆土层变形内力动力响应设防对策

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基于双折减系数法的黄土边坡稳定性研究

基于双折减系数法的黄土边坡稳定性研究

作者：康孝森长安大学

学位级别：硕士

我国黄土地区由于地下水位抬升或地表降水引起的黄土滑坡频发,特别是居民生活区、公路和铁路沿线的黄土高边坡,一旦发生失稳很可能造成灾难性后果。随着西部大开发和“一带一路”战略的不断推进,这类型灾害将更加突出。因此,开展水影响... 详细信息

我国黄土地区由于地下水位抬升或地表降水引起的黄土滑坡频发,特别是居民生活区、公路和铁路沿线的黄土高边坡,一旦发生失稳很可能造成灾难性后果。随着西部大开发和“一带一路”战略的不断推进,这类型灾害将更加突出。因此,开展水影响下黄土边坡稳定性分析方法的研究具有重要的理论意义和价值。本文以水对黄土边坡稳定性影响较大这一普遍规律为出发点,提出了双折减系数法及两种适用于黄土边坡稳定性分析方法,并采用算例进行了验证,取得了如下成果:(1)基于非饱和原状黄土三轴剪切和直剪试验结果,通过分析抗剪强度参数与含水率之间的关系,确定了抗剪强度参数折减路径函数F2=F1b,提出双折减法表达式c’=c/Ftrial和φ’=arctan(tanφFtrialb),讨论了其物理意义及力学机制。(2)基于该方法,分析了不同DP准则和参数取值对黄土边坡安全系数的影响,并推导出了不同DP准则条件下安全系数之间的转换公式。结果表明:采用DP4准则的计算结果接近严格条分法;弹性模量E和泊松比v取值对安全系数影响很小,剪胀角Ψ和抗拉强σt对安全系数影响较大。(3)提出了严格条分双折减系数法,推导了该方法的计算过程。应用该方法计算了典型坡度黄土边坡安全系数,结果表明:双折减系数法比传统单折减法计算结果偏大;对于坡度较小的边坡,二者计算结果偏差较大(19%);对于坡度较大的边坡,二者计算结果很接近(<1%);严格条分双折减系数法更能反映出边坡安全系数对坡度θ大小的敏感性。(4)提出了有限差分双折减系数法,改进了计算程序,以黄土边坡开挖为例进行了计算分析,结果表明:有限差分双折减系数法安全系数值介于传统单折减法安全系数(下限解)与传统超载储备安全系数(上限解)之间;采用塑性区贯通判据和特征点位移突变判据较合理,能较好的发挥岩土类材料抗剪切能力。本文提出的两种适用于黄土边坡稳定性分析方法符合黄土强度参数折减规律,具有明确的物理意义和理论依据,可为黄土地区边坡稳定性分析提供参考。

关键词：边坡稳定性非饱和黄土双折减系数法含水率抗剪强度参数