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地层错动下软土场地土体裂缝形成扩展机理研究及工程应用

刘建荣  
【摘要】: 摘要:根据新时期国家做出的重要战略部署,天津滨海新区将建成面向21世纪高度开放的现代化经济新区,轨道交通、隧道等交通基础设施需要大量的兴建。这是难得的发展机遇,然而它位于华北地震带的东南部,琰庐强地震活动带之西,河北平原地震带与张家口-渤海地震带的交汇部位,是我国沿海主要的地震区之一。加之地基土属于典型的滨海相——海陆交互相沉积软土,将面临地震威胁的严峻挑战。而对人类威胁最大,发生次数最多的构造地震,它的破坏方式之一是由断层错动造成上部地层错动及土体的强变形并导致结构物破坏,因而本文以滨海新区的软土场地为研究对象,应用数值分析方法之一——有限差分法进行了地层错动作用下软土场地土体裂缝形成扩展机理研究,并加以应用。论文的主要内容包括以下几个部分: 1.收集、分析以往有关断层错动研究的相关文献,吸取前人的研究成果。 2.为了提高模拟精度,在地层错动的数值模拟方面进行了研究。根据基岩错动造成上部岩土体的位错特点,建立了本文的分析模型。 3.为了更好地理解实际软土场地的裂缝扩展机理,取有代表性的软、硬两类单层土,对比分析了不同倾角下土体裂缝的扩展过程。 4.在此基础上,建立实际场地模型,对比分析了天津港场地与汉沽场地在不同倾角、不同错动方式等情况下土体裂缝的扩展特点。 5.工程应用。建立了两种工况下的场地隧道模型,对比分析了隧道衬砌的变形特点及周边土、表层土的裂缝扩展特点。 通过对天津港场地与汉沽场地建立不同分析模型,对同一模型进行多参数影响因素研究,分析了不同场地的裂缝扩展特点,得出了一些有益的结论。本文的结论对天津地区的地下结构抗震具有较好地指导意义,对进一步研究软土地区结构抗震也具有一定的参考价值。


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