【摘 要】
：
近年来,由于经济的快速发展和西部大开发的需要,黄土高原地区交通网络快速增多,加之该地区沟壑纵横的复杂地形,高填土、重荷载、弱地基的明洞越来越多。然而,高填黄土产生的较大土压力将导致明洞承受荷载能力不足,甚至出现裂缝和基础不均匀沉降,严重影响明洞正常使用和耐久性。且当填土高度过大时,仅仅通过单一的减载方式不能完全达到工程的要求,则有必要通过结构型式优化和减载耦合的方式来进一步增加填土高度,改善结构受
论文部分内容阅读
近年来,由于经济的快速发展和西部大开发的需要,黄土高原地区交通网络快速增多,加之该地区沟壑纵横的复杂地形,高填土、重荷载、弱地基的明洞越来越多。然而,高填黄土产生的较大土压力将导致明洞承受荷载能力不足,甚至出现裂缝和基础不均匀沉降,严重影响明洞正常使用和耐久性。且当填土高度过大时,仅仅通过单一的减载方式不能完全达到工程的要求,则有必要通过结构型式优化和减载耦合的方式来进一步增加填土高度,改善结构受力。因此,本文考虑了土体的离散性和不均匀性,采用了颗粒流软件PFC2D建立数值仿真模型,分析了不同减载方式、明洞结构型式以及考虑减载方式与明洞结构型式耦合作用下荷载分布规律,从细观上对土压力变化机理进行了解释,主要研究内容如下:（1）针对本文所涉及的回填材料（黄土和EPS板）分别建立了数值双轴试验、单轴侧限压缩试验,通过与前期所做室内模型试验所得宏观力学性能（应力应变曲线、弹性模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角）的对比,确定了黄土和EPS板材料在颗粒流程序中所需的细观参数（压实度、密度、刚度和黏结强度）。为明洞模型的建立提供了相关的参数取值。（2）建立了不同截面型式高填黄土明洞颗粒流数值分析模型。通过分析土体宏观指标和细观指标的变化规律,对不同截面型式明洞受力进行了系统的分析。模拟结果表明:明洞截面型式的改变会对明洞自身的受力产生一定的影响,其明洞顶垂直土压力和两侧的侧向土压力大小均会发生变化,且明洞截面型式存在最优值矢跨比λ=1.0,在该最优截面型式下明洞顶垂直土压力、土颗粒相对位移和移动速度均最小,土颗粒等沉降面最低,明洞顶接触力链分布最为稀疏,明洞受力最合理。（3）建立了高填黄土减载明洞颗粒流数值分析模型,分析了减载材料EPS板特性（EPS板密度、厚度、宽度和铺设位置）和混凝土柱尺寸（高度和宽度）对土压力、土颗粒位移及土颗粒间细观接触的影响。模拟结果表明:在高填方明洞顶部铺设EPS板时,由于其自身的大变形卸载掉明洞顶部分土压力,将明洞顶部的荷载转移至明洞两侧,显著降低了明洞顶的垂直土压力,增大内土柱沉降,导致明洞侧墙承受较大的荷载,增大了侧向土压力。而在明洞顶布置EPS板的同时,在明洞两侧设置了混凝土柱,使得明洞顶的荷载转移到混凝土柱上方,有效地降低明洞上方外土柱土体的沉降,在减小外土柱的沉降的同时间接增大内土柱沉降,形成了较大的土颗粒相对位移,进一步减小了明洞侧向土压力和明洞顶垂直土压力。此外,EPS板特性（EPS板密度、厚度、宽度和铺设位置）和混凝土柱尺寸（高度和宽度）均存在土压力最小、土颗粒位移最大的最优值。其中,EPS板最优厚度、宽度和密度分别为T=0.1m、W=0.3m（1.5S）、ρ=15kg/m3,混凝土柱最优高度和宽度分别为H=0.32m、B=0.17m,而EPS板铺设位置越靠近明洞顶减载效果越好。（4）建立了减载与截面型式耦合作用下的高填明洞颗粒流数值分析模型,分析了不同耦合工况下的土压力、土颗粒位移以及细观接触变化,模拟结果表明:耦合作用下EPS板特性和混凝土柱尺寸最优值均未发生变化。但明洞截面型式最优值发生了改变,在EPS板与明洞截面型式耦合时,明洞截面型式最优值为矢跨比λ=0.8,在EPS板+混凝土柱与明洞截面型式耦合时,明洞截面型式最优值为矢跨比λ=0.6。
其他文献
钛合金因其密度低、比强度高、耐腐蚀好、易加工等一系列优点被广泛应用于航空发动机以及燃气轮机的结构件中。随着国防工业的迅猛发展,军用飞机的服役环境从内陆走向海洋。南海等热带海洋环境极端苛刻,高温、高湿、高盐的环境导致长期服役过程中的航空发动机以及燃气轮机的压气机叶片存在严重的腐蚀问题。沉积表面防护涂层可以改善钛合金的耐腐蚀性能和力学性能,因此开发适用于海洋环境下航空发动机压气机叶片防护涂层体系具有重
中小跨径的混凝土梁式桥为我国公路桥梁广泛采用的一种桥型。这种桥型上部结构主要采用多跨简支梁或几跨一联的连续梁,下部结构根据桥面宽度一般采用双柱式或多柱式轻型桥墩,其中双柱式桥墩应用更为广泛一些。双柱式桥墩在横向水平地震作用下,墩柱构件内将产生与水平地震惯性力变化相对应的动态轴力,即双柱式桥墩横桥向具有刚架效应。为了探讨动态轴力对双柱式桥墩的弹塑性变形能力的影响规律,本文首先基于力法建立了双柱式墩动
长非编码RNA（lncRNA）是指长度大于200个核苷酸的非编码RNA。近年来,经过大量的研究表明,lncRNA在许多基本的生物学过程中扮演着重要角色,在疾病,特别是癌症的发生发展过程中有着重要影响。作为致病因素之一,从长非编码RNA的角度来看,人类复杂疾病的分子机制仍未完全了解。预测潜在的lncRNA与疾病的关联可以帮助人们更好地理解疾病的致病机理,同时也可以为开发新药以及制定针对多种人类复杂疾
无砟轨道路基、桥梁、隧道的沉降与上拱尤为严重,对于某些无砟轨道的沉降与上拱路段,如基础路基,桥梁路基,隧道路基尤为严重。路基的沉降量已经超出铁路扣件的调整范围,无法满足轨道标准高度的基本要求,目前国内一般采取注浆或者机械抬升并注浆的方法来整治,但由于其工程周期长、工程量巨大、成本高、耗费大量人力物力,在注浆过程中无法精确且高效的调整轨道板标高。本文在既有整治方法的基础上,提出一种高度可调式无砟轨道
近些年来随着我国铁路网不断向地热较为集中的西北、西南地区辐射,因此在铁路建设的过程中势必会涌现出大量的高地温隧道,由于其埋深过大且受岩浆活动及地下热水的影响出现高温围岩、高温水汽等现象,导致隧道洞内空气温度超过安全温度警戒线。因此在这样的环境下施工作业,各类风险因素的叠加效应及不确定性将大幅增加,推动事故率的上升。而目前针对高地温隧道施工安全风险的研究甚少,更未形成完整的体系以供参考。所以,对高地
由于箱形梁壁厚越来越薄导致其在偏心荷载作用下产生的畸变翘曲应力占弯曲应力比值逐渐增大,因此分析箱形梁畸变效应成为工程设计时不容忽视的一项工作。薄壁箱梁畸变效应的解析方法很多,有限元数值解及模型试验一般作为解析解的验证校对。学者们对箱形梁畸变效应开展了许多研究,但仍存在一些不足,本文针对存在的一些问题从以下几个方面进行了详细深入的研究。（1）选取畸变中心处直角的改变量为基本未知量,详细介绍了用能量变
桥梁作为我国重要的交通基础设施,承担着连接路网交通区域的关键工作。受到服役年限、自然环境、使用环境等诸多因素影响,桥梁材料出现自然老化,结构强度、刚度、稳定性、耐久性等也产生变化,出现诸多病害。特别是我国高寒冻土地区,由于具有高寒、高温差、太阳辐射强、日照时间长、冻土等恶劣自然环境特征,使得该地区在役混凝土梁桥出现了比普通地区混凝土梁桥更复杂的病害,因此,对我国高寒冻土地区在役混凝土梁桥进行健康状