地裂缝对高速铁路桥梁影响的模型试验研究-地质工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 摘 要 地裂缝这一地质灾害已严重的威胁到我国高速铁路的建设。本文背景为拟建的贯穿 山西南北，连接陕西西安的大西客运专线。该线将穿越以典型活断裂和地裂缝发育的“汾 渭地堑系”，会严重威胁大西高铁的建设。而我国目前对关于高铁桥梁跨越地裂缝所受 影响方面的研究少之又少。因此，本文对高铁桥梁跨越地裂缝的影响机理研究不仅具有 十分重要的理论研究意义，而且为工程的安全施工带来极为重要的参考依据。 本文首先对大西高铁沿线的区域地质情况进行了简要的描述；然后以水秀地裂缝为 地裂缝原型，通过比例尺为 1：20 的物理模型试验对高速铁路桥梁 45°角度斜交穿越地 裂缝带时桥梁受力变形特征、破坏模式以及影响范围进行研究；最后，通过有限元软件 MIDAS/GTS 对高速铁路桥梁 45°角度斜穿地裂缝进行数值模拟计算，所得结果与物理 模型试验相对比，并提出对高铁桥梁跨越地裂缝带减灾措施方面的建议。模型试验的结 果和数值模拟的辅助结果可在设计及施工安全方面为大西高铁的顺利建成通车提供有 力的科学理论依据。 本文研究得到的主要结论有：（1）地裂缝带主要对跨越其的高铁桥梁结构产生影响， 主要应变部位为箱梁和轨道，而对于钢筋混凝土桩、承台、桥墩则影响不大；（2）桥梁 模型破坏范围为上盘 113cm，下盘 82cm，影响范围为上盘 147cm，下盘 82cm，设防范 围为 229cm；（3）本试验桥梁跨度是可行的并可以通过优化钢筋混凝土桩、加大承台和 桥墩尺寸、加强桥梁结构防落梁设计达到为桥梁结构减灾效果，通过改善混凝土配比等 措施抵御不可抗力的地质灾害；（4）建立监测预警系统来长期观测桥梁变形，以及时应 对地裂缝活动所带来的影响。 关键词：高铁，地裂缝，桥梁，试验，模拟，影响范围，破坏范围 I Abstract The ground fissure hazards has seriously threatened the express railway construction of our county. The background of this paper is Datong-Xi’an express railway, which will connected Shanxi and Shaanxi provinces and passed through the ‘Fen Wei garben system’. The garben system is famous for the development of typical active faults and ground fissures, thus will threaten the construction of Datong-Xi’an express railway. However, there are a little research about the impact of ground fissure to express railway bridges in our county at present. Therefore, the influence mechanism research of ground fissure to express railway in this paper is not only very meaningful , but also can be an important reference basis for safety construction. Firstly, the paper briefly descript the region geology along the Datong-Xi’an express railway. Secondly, discuss the bridge deformation behavior, failure mode and influence scope while the express railway oblique crossing the ground fissure belt with 45° in the 1：20 measuring scale model test, and taking the Shuixiu ground fissure as the model sample. Last, using numerical simulation software MIDAS/GTS to calculate the express railway oblique crossing the ground fissure belt with 45°, comp