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《中国地质大学(北京)》 2012年
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桥基局部冲刷灾害机理及灾害风险评估方法研究

董海婷  
【摘要】:桥梁是跨越江河的主要交通建筑物,桥梁失稳垮塌会造成重大人员伤亡、财产损失,引起不良社会影响。桥基局部冲刷是引起桥梁发生水毁失稳形成灾害的主要原因。近年来,国内外许多学者针对桥基局部冲刷问题进行了广泛而深入的研究,取得了较为丰富的研究成果,但是由于桥基附近的水流流场十分复杂,泥沙运动形式多样,影响桥基冲刷的因素众多,至今人们对桥基周围水流形态、局部冲刷机理等问题的研究还十分有限。因此研究桥基局部冲刷的机理以及对局部冲刷灾害进行风险性评估具有重要的理论与现实意义。 本文基于前人研究成果及研究方法,利用计算流体力学软件FLUENT分析桥基局部冲刷灾害形成机理,并进行局部冲刷灾害风险评估研究,主要开展了以下工作并得到相应成果: 1.本文基于计算流体力学软件FLUENT对桥基周围复杂流场进行了模拟计算,分析桥基周围流场及河床切应力分布情况。 2.对不同来流流速条件下的流场情况进行模拟计算,经分析,河床最大切应力发生于桥基肩部两侧约70°处,局部冲刷开始于此处,桥基后方发生水流分离。随流速增大,河床切应力急剧变大,局部冲刷也会随之变大。 3.模拟了不同桥墩设置情况对局部冲刷程度的影响。设置四种不同的桥墩直径,比较其流场状态,可知随桥墩直径增大,局部冲刷变剧烈。同等规模的桥墩,矩形桥墩对水流绕流状态的影响最剧烈,圆端形墩形成的冲刷最小;设置不同的桥墩间距进行模拟计算,得出桥墩间距大于8倍桥墩直径时,局部冲刷不受其影响;模拟高桩承台流场状态,观察发现高桩承台发生于前两排桩基中间处。 4.本文分别建立了局部冲刷灾害危险性评价指标体系与易损性评价指标体系,使用层次分析法(AHP)计算各评价指标权重。 6.使用综合指数法分别建立局部冲刷灾害危险性评价模型与易损性评价模型,利用所得模型对危险性指数与易损性指数划分等级标准,并根据危险性等级与易损性等级确定风险性等级。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U442.3

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【参考文献】
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