【摘 要】
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通常来讲工程建设应尽量避开断层带,相关的工程规范中也都对工程如何避让进行了规定,而线路的路基工程有其特殊性,不可避免的要穿越断层地段,其与走滑断层相交或平行是经常出现的情况,如川藏铁路、青藏公路及青藏铁路等。地震发生后,一般工程很难抵抗地表的强烈变形,铁路、公路作为抢险救援的生命线工程,一旦发生损害致使交通受阻,其所造成的后果不堪设想。这就对铁路公路、隧道等线性工程的要求除了保证通行以外,还要有其
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通常来讲工程建设应尽量避开断层带,相关的工程规范中也都对工程如何避让进行了规定,而线路的路基工程有其特殊性,不可避免的要穿越断层地段,其与走滑断层相交或平行是经常出现的情况,如川藏铁路、青藏公路及青藏铁路等。地震发生后,一般工程很难抵抗地表的强烈变形,铁路、公路作为抢险救援的生命线工程,一旦发生损害致使交通受阻,其所造成的后果不堪设想。这就对铁路公路、隧道等线性工程的要求除了保证通行以外,还要有其安全性与抗断性等综合要求。本文以穿越走滑活动断裂带的云贵铁路某高路堤为原型,通过ABAQUS有限元数值模拟软件对路基-断层不同交角、断层错动量,路基底部施加土工格栅等因素进行多参数的数值分析,并基于研制的走滑断层模型装置进行路基的模型试验,完成路基在走滑断层错动作用下的破坏模式与机制的探析及抗减震措施的研究。主要研究工作如下:(1)通过数值模拟对不同路基-断层交角、断层错动量进行参数分析。发现断层交角对路基的水平位移、前后侧边坡的应力、应变变化有重要影响。随着断层交角减小,路基的相对位移减小;压应力峰值增大且由断层线附近向固定盘转移。路基纵向应变分布规律以断层线为分界上下盘呈反对称分布,但拉应变的峰值要大于压应变,由于路基的抗拉能力低于抗压能力,断层错动所导致的张拉性型破坏可能会更严重。(2)从路基的水平位移云图可以看出走滑断层错动并不是只对路基有影响,路基周围的土体也会随着路基的整体移动而产生塑性变形,形成一个以断层-路基交点为圆心,两侧分别为半圆形的影响范围,并且错动盘土体的受影响范围要大于固定盘。(3)研制新型走滑断层模型箱,并详细介绍了室内大型物理模型试验的设计、实施及重要的试验设备,为试验的进行提供技术支持。同时根据模型试验的路基原型控制主要参数的相似比制备模型土样,在室内通过击实试验、直剪试验、无侧限抗压试验获得制备模型土样的主要参数。(4)将施加土工格栅抗断措施的数值模拟结果与试验结果进行对比验证。获得路基的水平位移变化曲线、路基前后侧边坡的应力与纵向应变分布曲线,并与原型路基的数值分析结果对比。(5)通过数值模拟与模型试验,从水平位移、应力响应、纵向应变分布和路基的破坏情况等方面多角度讨论了路基施加土工格栅抗断措施的减震机理,为路基工程抗断加固措施的研究提供科学的依据。
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