收藏本站
收藏 | 论文排版

断层错动作用下隧道工程损伤及岩土失效扩展机理研究

邵润萌  
【摘要】:活动断层运动引起的断层错动及引起场地的上覆土层的地表破裂能够对穿跨断层的建筑物、地下工程(地下管线、隧道等)以及相关的工程设施等造成直接破坏,因此,跨越断层和埋置于断层上覆土层的隧道必须考虑断层错动作用的影响。 新建成兰铁路经过的区域为高烈度地震区,穿越高深峡谷地带,需要修建多座长大隧道,在多处存在隧道需要穿越断层的情况。本研究以该工程项目的场地条件为背景,基于非线性有限元计算理论,建立隧道穿越断层的围岩-断层-隧道体系及断层-上覆土层体系的三维有限元分析模型,展开相关研究。同时,引入混凝土塑性损伤模型开展隧道结构的损伤评价研究。 本文在分析前人理论研究的基础上,重点研究了断层错动作用下跨越断层隧道的响应机理,分析了隧道结构的损伤失效模式,研究了断层错动方式、断层倾角、错动距离、隧道洞径大小等相关因素的影响效果。在此基础上提出了隧道工程的抗错断措施,并应用数值分析的方法评价了各种抗错断措施的效果。最后模拟了基岩中断层错动引发的上覆土层破裂过程,研究了上覆土层破裂对于埋置于其中的隧道工程的影响。 基于上述的研究分析,本研究得到如下结论。 断层错动对于隧道纵向影响因条件不同,其影响范围大致分布在10-20m范围。断层错动方式、断层倾角、错动距离、洞径大小等都对断层错动作用下隧道的响应产生较大影响。变形缝对于隧道跨越断层的抗错断效果有显著作用,通过合理地设置变形缝可以有效减少隧道结构的应变幅值和分布范围;加强衬砌厚度不能有效的起到抗错断的效果;设置缓冲层的方法改善了原衬砌间的相互作用机理,对隧道抗错断是有益的。 断层错动引发上覆土层破裂始于土层与基岩的交界面,并向上延伸扩展,当断层基岩错动量达到一定量值时,土层地表出现破裂点,并向下扩展,随着位错的进一步增大,与源自断层面向上方发展的破裂汇合,形成贯通的破裂带。覆盖土层厚度和特性直接影响土层中破裂带的宽度。与隧道穿越断层的情况相比,断层对上覆土层中隧道的影响范围扩大了很多,影响程度则相应的有所降低。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 孙芳锦;张大明;殷志祥;;大增量有限元法及其在非线性分析中的应用[J];黑龙江科技学院学报;2009年03期
2 李佳龙;李钢;余丁浩;;多边形比例边界有限元非线性高效分析方法[J];工程力学;2020年09期
3 胡淑芳;;ANSYS有限元法在形变异常核实中的应用[J];科学技术创新;2021年06期
4 杨雨风;朱晓兰;;有限元法在糖足鞋垫中的应用[J];医用生物力学;2021年S1期
5 胡涛;;基于有限元法的电机噪声分析及优化[J];电机技术;2020年03期
6 方淑君;王涛;聂念从;张凌瑞;;基于ABAQUS标准扩展有限元法的不良裂缝构型影响分析[J];东北大学学报(自然科学版);2020年11期
7 董振;孟强;芦迪;黎毓鹏;叶自旺;;基于有限元法对多自由度剑麻收割机的分析与实验[J];农机化研究;2018年05期
8 谢伟;贺旭东;吴建国;刘轶军;;二维光滑边域有限元法在弹性力学中的应用研究[J];西北工业大学学报;2017年01期
9 李冰;王蕴;任连勇;;“有限元法”的发展与应用[J];甘肃科技;2014年01期
10 章青;刘宽;夏晓舟;杨静;;广义扩展有限元法及其在裂纹扩展分析中的应用[J];计算力学学报;2012年03期
11 魏延刚,魏伟;动态显式有限元法在冷冲压加工模拟中的应用[J];大连铁道学院学报;2003年02期
12 成思源;有限元法的方法论[J];重庆大学学报(社会科学版);2001年04期
13 于开平,邹经湘;时间域有限元法[J];力学进展;1998年04期
14 依凤鸣,吴遇春;局部隐式有限元法[J];哈尔滨工业大学学报;1995年02期
15 郭德坚;对有限元法及程序课教学改革的探索[J];河北水利专科学校学报;1990年02期
16 赵国景;《有限元法》学习指导与习题[J];煤矿机械;1986年01期
17 陈祥荣;有限元法在坝工设计中若干问题的探讨[J];广东水电科技;1988年03期
18 顾伟驷,施广德,汪荣源;轴对称场中的互补有限元法及其在电磁参数计算中的应用[J];浙江大学学报(自然科学版);1989年06期
19 陈文伟;;有限元法的概况和发展[J];汽轮机技术;1980年01期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 唐旭海;郑超;张建海;;基于虚结点的多边形有限元法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 徐春晖;李明瑞;;可离散有限元法中应变度量的选择[A];第五届全国计算爆炸力学会议论文摘要[C];2012年
3 Liu Bin;Xu Ran;Zhang Yihui;Fang Daining;;原子有限元法在多物理场研究中的新进展(英文)[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
4 丁胜勇;邵国建;;基于多边形有限元法的混凝土细观模拟[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
5 陈璞;傅向荣;孙树立;陈斌;;有限元法教学的知识体系与素材选择[A];北京力学会第二十四届学术年会会议论文集[C];2018年
6 邓娇;王宏志;傅向荣;邓小环;宋孟燕;葛丽娜;田歌;;单自由度时空有限元法[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年
7 王耀;黑宝平;杨在林;;用于非均匀介质瞬态分析的动态非均匀有限元法[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
8 李威;孙乐;柴应彬;;二维无界域声散射计算的光滑有限元法[A];中国计算力学大会2014暨第三届钱令希计算力学奖颁奖大会论文集[C];2014年
9 章菲;杨庆生;夏雅琴;;地震断层错动的数值模拟[A];中国地球物理2013——第十七专题论文集[C];2013年
10 张谧;徐春辉;;由于连续体破坏问题研究的可离散有限元法[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年
11 吕峥;邱志平;;复杂结构静力问题的降阶基区间有限元法[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
12 鲁治诚;李录贤;;多尺度有限元法在复合材料热传导问题中的应用[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
13 王赤忠;程烨;魏亮;;基于有限元法的孤立波和二维结构物非线性相互作用的数值模拟[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集(上册)[C];2013年
14 王振;余天堂;;不连续问题的三维自适应多尺度扩展有限元法[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
15 王涛;柳占立;庄茁;;基于扩展有限元法的单边裂缝水压驱动下的扩展[A];北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会论文集[C];2015年
16 陈富利;蒋持平;;考虑剪切变形板分析的U变换-有限元法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
17 沈鹏程;;多变量样条有限元法的进展[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1995年
18 姚大泉;汤有标;;活断层错动产物的微观研究方法初探[A];第四届全国构造物理、第二届全国高温高压联合学术讨论会论文摘要[C];1989年
19 张晁军;李卫东;李大辉;;由主震及余震位置的时空序列推断断层错动参数[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
20 秦剑;黄克服;张清东;;几何非线性样条有限元法[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 卜令方;增强有限元法及其在岩土工程非连续变形分析中的应用[D];浙江大学;2014年
2 郑安兴;扩展有限元法及其在岩体裂隙扩展模拟中的应用研究[D];上海交通大学;2015年
3 万德涛;有限元框架下完全与高阶光滑技术及其应用[D];湖南大学;2018年
4 曹凤帅;比例边界有限元法在势流理论中的应用[D];大连理工大学;2009年
5 薛霆虓;大尺度断层活动数值模拟及地震学研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 石吉森;对断层错动引发上覆土层和隧道破坏的试验与数值研究[D];浙江大学;2017年
7 姜琛;大变形固体和层流流动耦合问题的光滑有限元法[D];湖南大学;2017年
8 李思敏;时域有限元法与模匹配法的混合方法[D];电子科技大学;2003年
9 苏毅;扩展有限元法及其应用中的若干问题研究[D];西北工业大学;2016年
10 顾永超;弹塑性增强有限元法及其数值稳定性研究[D];浙江大学;2016年
11 林志良;比例边界有限元法及快速多极子边界元法的研究与应用[D];上海交通大学;2010年
12 战楠;改进扩展有限元法及其在多孔生物陶瓷中的应用研究[D];天津大学;2013年
13 王涛;断层活化诱发煤岩冲击失稳的机理研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
14 赵同峰;方钢管钢骨混凝土构件力学性能研究[D];东北大学;2009年
15 邓虎成;断层共生裂缝系统的发育规律及分布评价[D];成都理工大学;2009年
16 于秋鸽;采动作用下断层对开采沉陷影响机制研究[D];煤炭科学研究总院;2020年
17 林峰;瞬变电磁场中时空有限元法的研究[D];沈阳工业大学;2005年
18 胡广;基于深度学习语义分割的断层识别应用研究[D];中国地质大学;2021年
19 卓燕群;断层亚失稳阶段变形场时空演化的实验研究[D];中国地震局地质研究所;2015年
20 王宇;逆成形有限元法若干关键问题与整车碰撞精细仿真研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 邵润萌;断层错动作用下隧道工程损伤及岩土失效扩展机理研究[D];北京交通大学;2011年
2 余雨航;跨断层埋地管道地震反应分析及应变设计方法研究[D];西南石油大学;2016年
3 张力;模拟复合材料的光滑叠加单元法研究[D];湖南大学;2019年
4 张欢;特殊单元法及其在岩土工程中的应用[D];北京交通大学;2019年
5 Dibu Dave Mbako;正交异性钢桥面板典型节点热点应力分析[D];上海交通大学;2018年
6 江国期;车内声场数值计算中的改进有限元法及不确定性研究[D];西南大学;2019年
7 李晓玉;用于板壳结构动静态位移场重构的逆有限元法研究[D];南京航空航天大学;2019年
8 章伟;ATF有限元法的推广与应用[D];北京理工大学;2017年
9 史栋梁;基于应变的变截面机翼天线结构变形重构研究[D];西安电子科技大学;2019年
10 冯文卓;基于国产超级计算机的并行有限元法研究[D];西安电子科技大学;2019年
11 张亚岗;P91钢高温蠕变行为数值研究[D];西北大学;2019年
12 李荣佳;压电双材料界面裂纹的光滑有限元法研究[D];吉林大学;2018年
13 丁新;交流电机定子线棒环流损耗分析计算的比例边界有限元法[D];哈尔滨理工大学;2018年
14 毛俊慧;部分解耦有限元法研究[D];中国民航大学;2018年
15 康筱锋;基于有限元法的铝液流场数值模拟[D];西安工业大学;2018年
16 李相盈;三相同步发电机电磁特性分析[D];青岛大学;2018年
17 张天元;反应对流扩散方程的弱有限元法[D];吉林大学;2017年
18 万德涛;二维光滑扩展有限元法研究[D];湖南大学;2014年
19 李永利;边光滑有限元法在汽车电磁兼容计算中的研究及应用[D];湖南大学;2016年
20 樊现行;光滑有限元法理论及算法研究[D];山东大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 实习记者 南秀渊;有限元法研究的峥嵘岁月[N];新清华;2014年
2 本报记者 梁国胜;一线农业技术人员将出现断层[N];中国青年报;2007年
3 金涛 张裕;儿童剧创作出现断层[N];市场报;2000年
4 本报记者 刘田;不曾消亡的“断层线”[N];第一财经日报;2012年
5 记者 袁定波;解决法官流失断层问题[N];法制日报;2012年
6 李继峰;钱营孜矿顺利越过断层“巨无霸”[N];中国矿业报;2010年
7 记者 武娜 通讯员 闫晓丽;家长和孩子应补上“断层课”[N];连云港日报;2009年
8 国务院发展研究中心金融研究所副所长、博士生导师,中国银行业协会首席经济学家 巴曙松;沿着断层线追溯金融地震的形成与演变[N];中华工商时报;2011年
9 记者 朱云峰 谭晓峰;陕西着力解决法官断层问题[N];人民法院报;2005年
10 本报记者  朱云峰 谭晓峰;基层法官断层问题亟待解决[N];人民法院报;2006年
11 本报记者 于呐洋;一线法官短缺断层问题突出[N];法制日报;2012年
12 游雪晴;热断层技术可3分钟诊断SARS[N];科技日报;2003年
13 本报记者 陈俊;马官镇破解村干部断层难题[N];贵州日报;2008年
14 本报记者 安泰;京张经济“断层”旧题新解[N];中国特产报;2006年
15 本报记者 周晓东;传统文化:传承还是断层?[N];江淮时报;2005年
16 邓清 宋民;警惕青年农民“断层”现象[N];人民政协报;2004年
17 顾荣 实习生李蕊 黄丽萍;高级技工断层问题有望解决[N];西安日报;2004年
18 本报记者 王宴;我市“法官断层”问题引代表热议[N];汉中日报;2016年
19 李继峰;钱营孜矿全力开采“巨无霸”断层[N];中国矿业报;2013年
20 裘晶文;广东探索破解法官断层难题[N];人民法院报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978