本文關(guān)鍵詞：巖溶塌陷區(qū)安全警戒距離及水平加筋處治機理研究

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【摘要】：巖溶土洞發(fā)育區(qū)常常發(fā)生塌陷事故,各種土洞向上發(fā)展突然形成塌陷,事前無明顯征兆,可造成嚴重的危害。因此具有變形預警功能的水平加筋方法在國外潛在塌陷區(qū)應用廣泛,但現(xiàn)有研究注重對加筋體的承載和受力特性的研究,對加筋體變形機理開展很少。本文首先研究了塌陷區(qū)土洞臨界穩(wěn)定坡角及安全警戒距離確定方法,然后分析了水平加筋體的荷載特性,最后采用室內(nèi)實驗和數(shù)值模擬的方法,對水平加筋的變形機理進行了研究,主要完成了以下工作:首先,鑒于目前國內(nèi)外尚無合理的計算塌陷土洞安全距離的成果,本文采用FLAC2D數(shù)值計算方法,考慮土洞的圓形空間效應,采用坡度折減法,分析了塌陷后土洞內(nèi)壁的臨界穩(wěn)定坡角,得到塌陷后土洞的安全警戒距離的推薦值。其次,分析了現(xiàn)有的三種加筋體上覆荷載分布模式,利用現(xiàn)有平面問題的假設(shè)下的加筋體臨空段位移方程計算各分布模式下的臨空段位移曲線。將得到的位移分布圖與現(xiàn)場溝渠試驗結(jié)果進行對比,研究得到了實際荷載分布應該是更加貼近的水平加筋體荷載分布模式。第三,開展了水平加筋體活門室內(nèi)模型實驗,研究了水平加筋處治后的土洞塌陷的全過程,得到填土表面沉降、水平加筋體中心沉降與填土高度的變化關(guān)系和加筋體內(nèi)部應變分布。第四,采用FLAC3D數(shù)值建模方法,以室內(nèi)模型試驗為原型建立了空間數(shù)值模型,將得到的數(shù)據(jù)結(jié)果與室內(nèi)試驗進行對比,分析了填土高度、土洞跨徑、加筋體彈性模量和土體內(nèi)摩擦角等參數(shù)對加筋體變形的影響,探究了水平加筋技術(shù)處治巖溶土洞塌陷的變形機理。
【關(guān)鍵詞】：巖溶 路基塌陷 水平加筋 安全警戒距離 空間效應 數(shù)值分析
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU478;P642.25
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景和意義10-13
• 1.1.1 溶洞土洞特征10-11
• 1.1.2 溶洞土洞塌陷的危害及預防11-13
• 1.2 塌陷區(qū)處治方法的研究概況13-16
• 1.2.1 巖溶土洞塌陷研究概況13
• 1.2.2 巖溶土洞塌陷常用處治方法13-14
• 1.2.3 水平加筋處治塌陷國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.4 現(xiàn)有研究的不足16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 塌陷土洞臨界坡角及安全警戒距離研究18-31
• 2.1 概述18-20
• 2.2 土洞內(nèi)壁臨界坡角計算方法20-27
• 2.2.1 數(shù)值計算軟件基本原理20-25
• 2.2.2 幾何模型25
• 2.2.3 計算方法25-26
• 2.2.4 計算方法驗證26-27
• 2.3 一般塌陷土洞的臨界穩(wěn)定坡角27-28
• 2.4 塌陷土洞的安全距離計算28-29
• 2.5 小結(jié)29-31
• 第3章 塌陷區(qū)水平加筋體處治方法荷載特性研究31-42
• 3.1 巖溶塌陷的塌陷機理31-33
• 3.1.1 形成條件31
• 3.1.2 塌陷過程31-32
• 3.1.3 致塌模式32-33
• 3.2 塌陷地基的水平加筋處治方法33-34
• 3.3 塌陷后水平加筋體荷載分布可能模式34-37
• 3.3.1 均布荷載分布模式34-36
• 3.3.2 非均布荷載分布模式36-37
• 3.4 塌陷區(qū)水平加筋體荷載分布模式37-41
• 3.4.1 荷載下水平加筋體變形微分方程37-39
• 3.4.2 不同荷載分布模式下加筋體變形解答39-40
• 3.4.3 水平加筋體荷載分布模式40-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第4章 水平加筋體變形特性活門實驗研究42-52
• 4.1 概述42
• 4.2 水平加筋處治塌陷地基活門實驗方案42-45
• 4.2.1 方案設(shè)計42-43
• 4.2.2 實驗材料43
• 4.2.3 實驗裝置43-45
• 4.3 試驗過程45-46
• 4.4 試驗結(jié)果分析和討論46-50
• 4.4.1 土洞塌陷沉降與填土高度的變化關(guān)系47-48
• 4.4.2 土洞塌陷對加筋體單向應變分布的影響分析48-49
• 4.4.3 土拱效應對加筋體承受上覆荷載的影響49-50
• 4.5 小結(jié)50-52
• 第5章 塌陷區(qū)水平加筋體變形機理數(shù)值模擬研究52-67
• 5.1 概述52
• 5.2 塌陷區(qū)水平加筋處治方法數(shù)值分析模型52-58
• 5.2.1 三維數(shù)值計算基本理論52-55
• 5.2.2 數(shù)值模型55-58
• 5.3 數(shù)值模擬方法校核58-60
• 5.4 荷載模式分析60-61
• 5.5 水平加筋體變形機理分析61-66
• 5.5.1 填土高度對土洞塌陷影響分析61-63
• 5.5.2 土洞跨徑對土洞塌陷的影響分析63-64
• 5.5.3 加筋體彈性模量對土洞塌陷的影響分析64-65
• 5.5.4 土體內(nèi)摩擦角對土洞塌陷的影響分析65-66
• 5.6 小結(jié)66-67
• 結(jié)論與展望67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 附錄A（攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文）74

【參考文獻】

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本文編號：1128524