地震液化大变形预测及其对高速公路工程影响研究

论文题目: 地震液化大变形预测及其对高速公路工程影响研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 王斌

导师: 刘松玉,童立元

关键词: 高速公路,地震,液化,地面大变形,预测方法,标准贯入试验,静力触探试验,桥梁桩基础,拉格朗日有限差分法

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 我国是一个多地震国家,同时也是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震经常威胁着人民的生命和财产安全。随着我国经济建设的飞速发展,许多大型基础设施工程得以兴建,地震对我国正在蓬勃发展的基础设施建设安全构成了严重的潜在威胁。大量的地震震害调查结果表明地震时由于液化引起的地面大变形(Large Ground Deformation,简称LGD)是造成高速公路工程震害和结构破坏的主要原因之一。本文针对地面大变形的预测理论及其对高速公路工程的影响问题进行了研究。(1)对国内外关于液化引起地面大变形的预测理论和试验研究的现状进行了全面地回顾与总结,对研究中存在的主要问题进行了初步分析;(2)在此基础上,研究了一种利用标准贯入试验和静力触探试验进行地震液化大变形预测的方法,并利用这两种方法对宿淮高速公路部分可液化地段可能会发生液化大变形的大小进行了预测。分析认为,这两种方法可以在高烈度地震区高速公路工程建设中推广应用;(3)利用拉格朗日有限差分法对可液化场地在地震作用下发生地面大变形的过程进行了数值模拟与仿真,分析了各影响因素对地面大变形的影响。研究认为具有临空面的场地,临空面的倾斜率愈大则产生的地表侧向位移值愈大;地表倾斜较陡的场地极易遭受地震作用而破坏,工程建设应避开此类场地;震动持续时间长且释放能量高的地震对场地以及场地中工程设施的破坏是致命的,应做好地震预报工作并积极准备应对措施。(4)回顾了水平荷载作用下桩基础的理论研究方法和桩土共同作用的离心模型试验,利用有限差分法模拟了桥梁桩基础在地震动力作用下场地发生侧向位移时的桩身内力变化。研究表明在发生液化地面大变形之后,桩基础在可液化土层范围内会产生超过本身极限抗弯能力的弯矩,易发生弯剪破坏。并指出在有液化侧扩地基中的桩基础设计不能仅考虑上部结构的震动影响,还应考虑地基侧向位移对桩基础的影响。所得结论对高烈度地震区桥梁桩基础的抗震设计具有一定的指导意义;(5)本文根据对地震液化引发地面大变形的产生机理和影响因素分析,归纳总结了防治地面大变形及减小桥梁桩基震害的工程措施,对高速公路工程抗震设计具有一定指导意义。最后对今后这方面的研究提出了建议和展望。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的主要问题

1.4 论文主要工作

第二章地震液化引起地面大变形的预测理论与试验研究

2.1 概述

2.2 液化引起地面大变形的预测理论

2.3 土体液化后的本构模型

2.4 地面大变形的影响因素

2.5 基于SPT 和CPT 的原位测试预测方法

2.6 宿淮高速公路地面大变形预测实例

2.7 本章结论

第三章地震液化引发地面大变形的有限差分法模拟与分析

3.1 三维快速拉格朗日差分解法及其应用软件介绍

3.2 地震液化引发地面大变形的模拟分析

3.3 不同影响因素的地面大变形模拟分析

3.4 本章结论

第四章地震液化引发地面大变形对桩基础的影响分析

4.1 概述

4.2 桩基础在水平荷载作用下的内力和位移分析

4.3 桩基础在地面大变形作用下的内力计算方法

4.4 桩基础在地面大变形作用下的数值模拟分析

4.5 本章结论

第五章地面液化大变形的防治措施

5.1 防治地面液化大变形的工程措施

5.2 防治桩基础震害的工程措施

5.3 本章结论

第六章全文结论及展望

6.1 本文主要研究成果

6.2 本文继续研究的方向

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的文章及参加工程实践情况

发布时间: 2007-06-11

参考文献

[1].沉箱式码头地基液化破坏的振动台实验和数值模拟研究[D]. 袁野.大连理工大学2011
[2].挤密砂桩加固液化土地基振动台试验研究[D]. 刘宇.西南交通大学2010
[3].可液化场地及桥梁桩基地震反应的数值模拟[D]. 张雪枫.北京交通大学2011
[4].液化场地桥梁桩基础地震反应性能研究[D]. 郑新亮.大连海事大学2008

地震液化大变形预测及其对高速公路工程影响研究

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