【摘要】：我國(guó)采動(dòng)區(qū)內(nèi)有大量的水閘,采動(dòng)變形會(huì)使水閘產(chǎn)生不均勻沉降,進(jìn)而對(duì)上下游的生產(chǎn)生活產(chǎn)生不利影響,因此對(duì)水閘不均勻沉降的治理研究有著重要意義。頂升技術(shù)是治理不均勻沉降水閘的有效方法之一,其前提是明確采動(dòng)變形對(duì)水閘的作用規(guī)律。但現(xiàn)有關(guān)于采動(dòng)變形對(duì)水閘作用規(guī)律的研究較少,因此對(duì)其深入研究很有必要。本文首先采用數(shù)值模擬方法對(duì)典型地表變形(拉伸變形、壓縮變形、傾斜變形、正曲率變形、負(fù)曲率變形)作用下水閘的規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究。隨后利用理論分析以及數(shù)值模擬的方法研究了適用于本工程的頂升技術(shù),并提出其優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。主要工作及成果如下:(1)根據(jù)理論計(jì)算獲得了水閘下方地表的水平、傾斜、曲率變形的實(shí)際結(jié)果。根據(jù)實(shí)際結(jié)果及現(xiàn)有研究,為后續(xù)數(shù)值模擬制定了20種不同的典型地表變形工況。(2)采用有限元軟件ABAQUS建立了水閘結(jié)構(gòu)整體的彈塑性模型。通過(guò)試驗(yàn)等方法獲取了Mohr-Coulomb模型、混凝土損傷塑性模型以及鋼筋的參數(shù),并對(duì)的模型進(jìn)行了初始地應(yīng)力平衡,使得最大沉降數(shù)量級(jí)別為10~(-5)m。(3)研究了拉伸地表變形、壓縮地表變形、傾斜地表變形、正曲率地表變形、負(fù)曲率地表變形作用下水閘的應(yīng)力、沉降以及損傷規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)拉伸變形與正曲率變形對(duì)水閘的作用規(guī)律基本一致,在這兩種變形作用下,最不利位置出現(xiàn)在水閘底板中部;壓縮變形與負(fù)曲率變形對(duì)水閘作用規(guī)律基本一致,最不利位置出現(xiàn)在閘墩與底板相交區(qū)域。傾斜變形使得水閘產(chǎn)生明顯的不均勻沉降。并結(jié)合理論驗(yàn)證了模型建立的正確性。(4)采用壓密注漿頂升法對(duì)水閘進(jìn)行糾偏設(shè)計(jì),采用了理論的方法推導(dǎo)出其注漿壓力表達(dá)式,并與實(shí)際工程進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了表達(dá)式的正確性。研究表明注漿壓力大小與注漿管埋設(shè)深度、土體性質(zhì)有關(guān)。(5)利用數(shù)值模擬手段,研究了不同數(shù)量的加載點(diǎn)對(duì)水閘頂升的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨著頂升點(diǎn)數(shù)量的增加,水閘的糾偏效果越好。當(dāng)設(shè)立6個(gè)頂升點(diǎn)時(shí),與理想狀態(tài)下最大拉應(yīng)力的數(shù)值僅相差0.028 MPa,說(shuō)明本工程設(shè)立六個(gè)頂升加載點(diǎn)已經(jīng)取得良好的頂升效果。結(jié)合已有研究成果以及本文研究成果對(duì)水閘的頂升糾偏技術(shù)提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。該論文有圖67幅,表21個(gè),參考文獻(xiàn)107篇。
【圖文】：

錐形剪切破壞模式

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TD325;TV66

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本文編號(hào)：2686439