四渡河大桥隧道锚固三维弹塑性数值分析

四渡河大桥隧道锚固三维弹塑性数值分析

一、四渡河特大桥隧道锚碇三维弹塑性数值分析(论文文献综述)

罗晓光[1](2021)在《悬索桥根式锚碇基础承载特性理论与试验研究》文中进行了进一步梳理在软土及厚覆盖层地区建设悬索桥时锚碇基础的设计施工是一个重大的工程难题,引起了工程技术人员越来越多的关注。为了解决传统重力式锚碇体积巨大、造价高、施工困难等难题,安徽省高速公路总公司提出了根式锚碇这一新型锚碇基础型式,并于池州秋浦河大桥展开工程应用。根式锚碇由大直径根式空心桩及轻型承台组成,依靠大直径根式空心桩的竖向承载能力和水平承载能力抵抗上部结构传来的主缆荷载。然而,作为一种新型锚碇基础型式,针对其承载特性的研究尚显不足。首先其受力基本单元即根桩的竖向及水平承载特性的理论分析值得深究。其次,锚碇结构整体的理论分析方法也需要被研究。另一方面,根式锚碇在工作荷载作用下的安全性和长期位移特性更是人们所关心的问题,事关根式锚碇基础悬索桥的使用安全。本文在安徽省交通控股集团重点项目“根式锚碇的工程应用研究”(编号:KJ2014-0024)资助下,通过理论分析、数值模拟、室内模型试验与现场监测手段,对根桩及根式锚碇的计算方法、承载特性和长期性能展开了深入研究。论文主要研究工作和结论包括:1)研究了竖向荷载作用下根桩承载特性。采用双曲线函数建立了根键-土的非线性荷载传递模型,并采用圆柱扩张理论对根桩中由于根键顶进施工造成的挤扩效应进行了分析,继而引入一个增强系数来考虑根键的挤扩效应。基于桩-土荷载传递模型推导建立了竖向荷载作用下根桩的平衡微分方程,并采用迭代法获得了荷载-沉降的非线性解。分别采用数值算例以及池州长江公路大桥试桩的静载试验对本方法进行了计算验证,验证结果均显示了该方法的可靠性。基于本方法对根桩中的根键数量、尺寸以及埋置深度等根键布置方式进行了参数分析,进一步揭示了竖向荷载作用下根桩的非线性承载特性。2)针对根式锚碇基础既承受竖向力又承受水平力的特点,研究了组合荷载作用下根桩承载特性。对组合荷载作用下根桩中的根键作用分解为水平抵抗力和抵抗力矩两部分进行了分析,用双曲线函数考虑根键-土相互作用的非线性。基于根键作用机理,推导建立了考虑竖向分力影响的组合荷载作用下根桩的平衡微分方程,并采用迭代法获得了根桩在组合荷载作用下的非线性解。将本方法用于望东长江公路大桥的两个试桩与其水平静载试验进行了对比验证,验证结果显示了方法的有效性。基于本方法对根桩中的根键数量、尺寸、根键布置角度、埋置深度,以及竖向分力对根桩水平承载力影响进行了参数分析。3)设计并开展了根桩的室内模型组合荷载室内模型试验,试验分为水平加载、30°倾斜荷载以及60°倾斜荷载三种不同试验工况以及与传统普通桩基的对比试验。通过采用百分表测试桩头水平位移,采用应变片测试桩身应力并积分出桩身弯矩曲线,分析了组合荷载作用下根桩的水平承载特性,以及竖向分力对根桩水平承载特性的影响,进一步揭示了组合荷载作用下根桩的水平承载特性。4)推导建立了根式锚碇基础的力学平衡方程,并提出了根式锚碇的非线性位移计算方法。采用本方法对秋浦河大桥北锚碇在锚碇成型工况以及设计主缆力工况下进行计算并与现场实测进行了验证,验证结果显示本方法具有良好的计算精度。采用本方法对根式锚碇在组合荷载作用下的承载特性进行了进一步分析,分析结果表明根式锚碇的水平位移-荷载曲线随着计算主缆荷载的提高而非线性增长。在锚碇施工成型以及设计主缆力工况下,根式锚碇转动趋势很小,基本呈平衡姿态,随着计算主缆荷载的增大,根式锚碇的可能破坏模式为倾覆破坏,此时锚碇后排桩逐渐由受压转为可能的受拔状态。5)对秋浦河悬索桥根式锚碇工程现场原状土进行了三轴蠕变试验,分析了土样的蠕变特性,并采用三维Burgers模型对三轴蠕变试验结果进行了模型参数辨识。基于室内土工试验结果对秋浦河大桥北锚碇进行了三维粘弹塑性数值分析,另一方面通过对秋浦河大桥北锚碇工程实体进行为期2年的现场长期位移监测研究。数值计算和现场实测结果表明:秋浦河大桥根式锚碇在锚碇施工成型工况及设计主缆力工况下均显示出良好的稳定性,前者工况下锚碇转角仅为-0.0052°,后者工况下锚碇转角仅为0.0063°;根式锚碇在运营期的水平位移不大,达到稳定后增量仅为11 mm左右,总体水平位移为21 mm左右,小于规范推荐允许水平位移的要求。数值分析及现场长期监测试验结果表现出良好的一致性,均显示根式锚碇在工作荷载作用下表现出稳定性蠕变特征,其位移变化在桥梁建成通车时即可达到稳定。说明悬索桥新型根式锚碇的设计方案是可行和安全的,通过合理的设计,根式锚碇可以满足悬索桥锚碇基础的设计规范要求。

余沛侨[2](2020)在《金沙江特大桥隧道式锚碇承载性能及破坏模式研究》文中进行了进一步梳理隧道式锚碇是悬索桥重要的承载构件之一,具有经济和对环境影响小的优势。但目前对隧道锚承载机理认识尚不够深入,且受到工程地质条件的限制,一定程度上阻碍了隧道式锚碇的发展和应用。本文以目前我国首座铁路悬索桥-丽香铁路金沙江特大桥的隧道式锚碇作为研究对象,分析了该地区的工程地质条件,采用室内模型试验和数值分析相结合的方式,对隧道锚承载性能、变形规律及破坏模式进行了研究。本文的主要内容和成果如下:(1)分析了研究区的工程地质条件,确定了隧道锚周围岩体的物理力学参数,对隧道锚的岸坡稳定性进行了评价,对工程地质特征进行了总结。(2)基于相似原理,采用1:200的几何相似比,对模型试验的材料配比、加载方案、监测方式等进行了设计,并通过制样搭块制作完成了1:200隧道锚边坡拉拔模型。(3)通过对模型进行加载,分析坡体表面和岩体内部变形,可以得出在单倍设计荷载作用下,坡体表面及围岩内部稳定性较好。在超载作用下,隧道锚后端顶底部接触面为最易破坏区,破坏模式为沿隧道锚接触面形成剪切滑动面形成破坏。(4)通过建立丽江岸隧道锚三维地质模型,利用FLAC3D软件进行数值计算,经过逐级加载,发现变形影响范围约在1倍洞径以内,变形最大值位于隧道锚中部接触的围岩,沿着隧道锚体接触面向锚体前后围岩进行扩散,衰减非常明显。(5)通过模型试验与数值模拟对比,综合考虑工程的安全性,得出极限承载力为16倍设计荷载,现有设计仍有富余,应进一步优化设计。

彭浩[3](2019)在《考虑隧道锚对邻近隧道和边坡及锚碇的稳定性影响研究》文中提出目前,在已建成的悬索桥,大多数采用重力式锚碇,而采用隧道式锚碇可大大减少混凝土的用量。在我国“西部大开发战略”的实施下,大跨度的悬索桥逐渐增多,桥梁跨度增大,缆索受力增大,对锚碇及周边环境影响加剧。因此,本文主要通过现场调研及资料收集、文献调研、数值模拟等手段,基于泸定大渡河特大桥工程背景,建立隧道锚计算模型,深入研究隧道式锚碇对下穿公路隧道、山体边坡以及锚碇结构自身的安全稳定性。研究表明:(1)锚室开挖与支护中,隧道支护结构整体变形呈现向上滑移趋势;在锚室区域两边,存在分界差异;而隧道支护结构整体呈现受压状态,局部受拉,整体稳定。在主缆荷载作用下,隧道支护结构最大隆起变形增大,与实际现象相符合。(2)随着锚室施工,坡体隆起和沉降变形均达到变形的最大峰值;坡体扰动范围逐渐扩大,塑性区分布范围越广,但边坡整体受压,不存在局部受拉状态,整体稳定。在主缆荷载作用下,隆起变形加剧,出现较大范围的剪切塑性区,扰动范围增大,与已有的研究相吻合。(3)主缆荷载作用下与锚塞体填筑时相比较,锚碇隆起变形增大了34.03%,沉降变形减小了38.81%。锚室支护变形和应力在锚室开挖的三个阶段是突增的,需在施工阶段注意加固措施。主缆荷载作用下与锚塞体填筑时相比较,接触面法向位移增大了36.77倍,切向位移增大了37.71倍。所探究的规律可为类似工程提供参考依据。

余春涛[4](2019)在《隧道式锚碇稳定性及可靠度研究》文中认为近年来,隧道锚凭借自身的土方开挖量小、环境友好、经济成本低以及承载能力强等诸多优点,被广泛应用于各大悬索桥。伴随其在工程中的大量应用,隧道锚结构整体安全性就显得尤为重要。本文基于国家自然科学基金,从隧道锚的工作机理出发,结合某长江大桥隧道锚锚址区的围岩力学参数,采用理论分析和数值模拟等方法,对该类型隧道锚持荷阶段稳定性及其影响因素的影响规律进行了研究。并运用神经网络和一阶可靠度分析方法,对该类型隧道锚安全运行的可靠性问题进行了研究。主要研究成果及工作如下:(1)通过对某长江大桥隧道锚工程的地质情况进行分析,结合现场监测数据,并采用正交试验、理论分析、数值模拟和神经网络相结合的方法,进行合理的围岩力学参数反演,得出围岩弹性模量E=4297MPa、粘聚力c=524.75kPa、内摩擦角φ=35.2°。(2)考虑山体地形特点,通过三维数值模拟,开展实际隧道锚工程的持荷稳定性研究,研究表明:在设计荷载作用下,锚塞体、围岩以及边坡支护的变形值均满足规范要求;围岩应力以剪应力为主,无塑性区产生。在超载作用下,隧道锚主要带动锚塞体底部约15m以上区域产生变形;随着荷载的逐渐增大,围岩剪应力峰值点逐渐由锚塞体后锚面转移至距后锚面约5m位置的锚-岩接触面附近岩体。(3)基于隧道锚的工作机理,采用数值模拟对隧道锚的稳定性影响因素(包括:隧道锚埋深、前锚室长度、锚塞体间距、锚塞扩展角、锚塞体倾角、锚塞体长度和锚址区围岩质量)及影响规律进行研究,获得不同设计参数下的变形、应力以及围岩塑性区分布规律,并结合灰色关联法对各设计参数进行敏感性分析,得出在依托工程的围岩地质条件下,隧道锚的安全系数对各设计参数的敏感程度排序为:锚塞体长度(0.84)>前锚室长度(0.78)>锚塞体埋深(0.74)>锚塞体间距(0.73)>锚塞体扩展角(0.72)。(4)采用BP神经网络构造隧道锚可靠度研究的极限状态方程,并结合一阶可靠度分析方法,计算隧道锚的失效概率(1.35%)和可靠概率(98.65%),满足目标可靠度(98%)的要求。并对隧道锚可靠度的影响因素进行分析,获得了不同影响因素下隧道锚可靠度的变化规律。

张琪[5](2019)在《悬索桥隧道锚受力特性及极限承载力的试验研究》文中提出隧道式锚碇(简称隧道锚)作为悬索桥的重要锚固形式之一,它是由锚塞体和周围岩体组成的一个复杂承载体系。由于隧道锚的受力和变形涉及锚塞体与周围岩体的相互作用及岩体的变形与破坏,因此使得锚塞体和周围岩体的受力及变形特性相当复杂,目前尚没有完整、可靠的经验可供借鉴。在众多研究方法中,模型试验是最直观、最可信的研究手段之一。本文依托金沙江特大桥丽江岸隧道式锚碇,通过现场原位模型试验和室内模型试验对隧道锚的受力特性、承载性能及破坏形式进行了研究。论文的主要研究内容和成果如下:(1)确定现场原位模型试验几何相似比为1:10,并根据相似理论由几何相似比得出模型隧道锚的结构尺寸,对模型锚洞的选址、荷载的施加方法、锚塞体中测试元件的安装、位移及应变的监测进行了设计和实施。(2)考虑隧道锚加载的影响范围确定室内模型试验的几何相似比为1:100,确定室内模型试验模型箱尺寸为2m×1m×1m,根据相似理论得出模型锚体的结构尺寸及围岩和锚塞体相似材料的强度指标值。对室内模型试验的模型箱制作、荷载的施加办法、测试原件的布置、锚塞体和围岩相似材料的填筑等进行了设计和实施。(3)对室内试验结果进行分析,隧道锚最大位移发生在锚塞体后锚面,围岩及地表位移均较小,得到隧道锚破坏模式为锚塞体和围岩接触面的剪切滑移破坏。通过不同参数锚塞体的加载试验得到增加锚塞体长度和坡度比会增加隧道锚的承载力。(4)对金沙江特大桥丽江岸原位模型试验结果分析可得在各级蠕变荷载和循环荷载作用下,锚塞体和围岩位移均较小,蠕变为减速蠕变,加载到12P时仍未达到承载能力极限状态,说明丽江岸工程隧道锚设计能够满足工程需要的承载力和位移要求。(5)由现场原位模型试验和室内模型试验可得隧道锚荷载是由锚塞体后锚面传向前锚面,随着荷载的增加各截面轴力近似线性增大,距锚塞体后锚面越近发挥作用的比例越大;现场原位试验当荷载卸载到零时,锚塞体轴力基本能恢复到零,锚塞体处于弹性阶段。

罗胜[6](2019)在《山区悬索桥隧道式锚碇受力机理研究》文中认为随着我国现代交通事业的不断发展,大跨度悬索桥建设越来越广泛。其中锚碇作为悬索桥的重要组成部分,它的变形位移与受力规律状态将直接影响到悬索桥的安全性能和长期使用的可靠性。隧道式锚碇与重力式锚碇相比,可充分利用地质条件,降低工程造价,对环境的影响较小。但目前对隧道式锚碇计算理论的认识还不够成熟,隧道锚设计没有形成完整的理论体系,限制了隧道锚的应用。本文以重庆太洪长江大桥为工程背景,根据有限元分析法,结合现场施工的实际环境,建立了三维有限元模型。分析了隧道式锚碇的受力机理,重点关注锚固系统应力分布规律、形变情况等,最后进行了超载模拟分析。本文研究了以下几个方面:(1)查阅相关研究文献,归纳隧道式锚碇实际工程采用的构造形式,锚体与山体围岩的作用机理,隧道锚系统可能发生破坏模式以及隧道锚系统安全储备系数的计算方法。(2)研究了关于隧道式锚碇的近似计算理论,分析研究了建立模型重要步骤,包括初始应力场的确定、选择材料参数、接触面理论、本文三类本构模型的区别。(3)通过有限元软件MIDAS-GTS,模拟了包括锚碇和围岩的三维有限元模型,分析了初始应力场、开挖阶段、回填阶段锚固系统的应力与位移情况;采用接触问题的分析方法研究了锚塞体与山体的相互作用(接触行为),在设计缆力荷载作用下锚塞体在主缆方向的位移变形与对围岩的影响;最后对锚固系统进行了超载模拟验证超载条件下锚固系统的稳定性,得到锚固系统稳定系数。(4)分析了锚碇系统主要设计参数(粘结力C、锚碇倾角α、锚锭轴线长度L)的变化对锚碇位移与应力及锚碇周围岩体稳定性产生的影响,给出了设计与施工优化建议。

杨忠,张郁烽,段瑞芳,魏艳写[7](2018)在《山区悬索桥隧道锚的性能分析》文中进行了进一步梳理为了评价隧道锚的受力性质,准确反映隧道锚的工作性能,依托某大型悬索桥隧道锚工程,建立了基于FLAC3D的地质概化数值分析模型,包括隧道锚碇与围岩,并基于现场动态监测数据进行验证。根据模型预测施工过程锚塞体及围岩的应力和位移变化规律,分析了各施工阶段隧道锚的受力性能,为施工阶段提出了防护建议,验证了成桥阶段隧道锚的稳定性及安全性。

郭喜峰,周火明,程强,王中豪,李维树,王帅,文丽娜[8](2018)在《特大悬索桥隧道锚岩石力学综合研究》文中提出针对泸定大渡河特大桥雅安岸隧道锚承载特性问题,采用基于岩石力学试验的综合研究方法,从围岩地质与力学特性、隧道锚1:10原位缩尺模型试验及隧道锚承载特性数值分析等方面,对隧道锚及围岩变形特征、蠕变特征及承载能力等开展系统研究.对比围岩地质与力学特性二者的关系,验证了模型锚的地质代表性.基于岩体(石)力学试验,提出了岩体力学参数建议值.原位缩尺模型试验结果表明:(1)1 P(1 P=5340 k N,设计荷载)、3.5 P和7 P荷载下,锚体最大变形分别为0.42,2.50,6.41 mm;模型锚锚塞体的周边岩体最大变形分别为0.25,1.86,6.59 mm.(2)1 P,3.5 P和7 P荷载下,锚碇、围岩和锚碇与围岩位错的蠕变都经历了减速蠕变阶段后趋于稳定,属于衰减型蠕变.(3)模型锚碇系统屈服荷载特征点5.25 P,满足规范要求.研究技术路线及成果可供类似隧道锚工程借鉴.

罗雄[9](2018)在《悬索桥隧道式锚碇承载特性的试验研究》文中研究说明隧道式锚碇是悬索桥的重要锚固形式之一。由于隧道围岩性质的复杂多变等原因,目前对隧道锚承载机理的认识还不够深入,相关理论体系也尚未成型,而现场模型试验是研究隧道锚承载特性的重要手段。本文以国内首座铁路悬索桥——丽江至香格里拉铁路金沙江特大桥的隧道式锚碇为对象,通过现场原位模型试验及数值模拟,对隧道锚的承载特性进行了研究。论文的主要研究内容和成果如下:(1)基于相似理论,考虑隧道锚的设计荷载与尺寸效应,尽量客观真实地反应隧道锚在实际受力情况下的力学响应特性,确定模型试验的缩尺比例为1:10,并由此得出模型锚体的结构尺寸。(2)从荷载的施加方法、反力板的制作、加载及监测元件的布置到模型锚体的浇筑进行了设计与实施。(3)通过对试验结果的分析,得到了在各级恒载和循环载作用下,截面轴力随外荷载的增加而呈现出近似线性递增的规律;当荷载较大时,增加锚体长度对其承载力的影响较小。(4)在荷载作用下,从后锚面到前锚面轴力依次衰减,而且衰减的速率依次变慢;靠近后锚室的锚体要比靠近前锚室的锚体先发挥作用,而且距离后锚室越近,锚体发挥作用的比例越高,远离后锚面的锚体承载潜能未被充分调动起来,尚有较大富裕。(5)利用FLAC3D有限差分软件对香格里拉岸模型隧道锚进行了数值计算,分析模型锚在设计荷载和超载条件下的变形、应力以及塑性区的分布特征,计算结果与原位模型试验实测数据基本吻合;根据塑性区的发展及荷载位移关系曲线得出模型锚的极限承载力为(1314)P,工程隧道锚的现有设计能够满足承载力及位移要求。

房尚文[10](2018)在《大跨悬索桥隧道锚传力能力及优化控制研究》文中认为大跨悬索桥最关键重要的构成之一就是锚碇。其中作为悬索桥主缆锚固的主要设计方法之一的隧道式锚碇,具有工程造价经济、环境效应好的优势,但由于隧道锚传力机理复杂,其设计过程中相关计算还在使用较传统的方法,我国悬索桥应用相对常规公路市政的梁桥还较少,这也导致可使用相关反馈数据较少,对其性能的研究和计算的方式研究不成熟,这在一定程度上限制了其使用。隧道锚锚塞体的长度、埋深、倾角、扩展角、截面形状、截面尺寸及其所处地层等因素都会对承载性能产生影响,故有必要对相关影响因素进行分析对比以及优化控制;同时由于工程实例较少,前人对于隧道锚的传力机理和破坏模式的研究较少,但其直接影响到悬索桥锚固系统的优化设计和安全性评估,故有必要在总结、分析前人成果的基础上,对隧道锚的传力机理和破坏模式作进一步讨论。论文首先总结分析了隧道锚固系统的传力机理和破坏模式,同时讨论了隧道锚边坡稳定性的识别方法(第2章),其次对影响隧道锚传力能力的相关因素进行了分类,并分别将锚塞体埋深、扩展角和截面尺寸利用FLAC3D5.0有限差分软件进行数值模拟,定性分析上述因素对隧道锚传力能力的影响(第3章),在此基础上针对云南普立特大桥隧道锚工程,设计正交试验,进行了影响因素优化控制,以及多因素影响程度对比研究,同时在超载作用下分析了隧道锚失效判别标准,提出了隧道锚破坏模式(第4章),最后依托该实桥隧道锚工程,对隧道锚施工过程进行了数值仿真模拟,给出了数值模拟过程,并针对相关问题进行了讨论(第五章)。

二、四渡河特大桥隧道锚碇三维弹塑性数值分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、四渡河特大桥隧道锚碇三维弹塑性数值分析(论文提纲范文)

(1)悬索桥根式锚碇基础承载特性理论与试验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 悬索桥锚碇基础的发展现状
        1.2.1 隧道式锚碇
        1.2.2 重力式锚碇
        1.2.3 根式锚碇与其他新型锚碇
    1.3 根桩的研究现状
        1.3.1 变截面桩
        1.3.2 根桩
        1.3.3 目前存在的问题
    1.4 论文主要研究内容
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究技术路线
    参考文献
第2章 竖向荷载作用下根桩承载特性分析
    2.1 引言
    2.2 根桩竖向沉降的非线性理论分析方法
        2.2.1 荷载传递模型与模型参数
        2.2.2 根键挤扩效应的理论分析
        2.2.3 根式基础非线性沉降问题的理论解
        2.2.4 根式基础非线性沉降问题的迭代方法
    2.3 数值算例验证
        2.3.1 算例情况
        2.3.2 结果及结论
    2.4 池州长江公路大桥根桩静载试验验证
        2.4.1 试桩工程概况
        2.4.2 静载试验
        2.4.3 计算验证与分析
    2.5 根式基础竖向沉降特性的参数分析
    2.6 本章小结
    参考文献
第3章 组合荷载作用下根桩承载特性分析
    3.1 引言
    3.2 组合荷载作用下根键作用分析
        3.2.1 组合荷载作用下根键受力模式
        3.2.2 根键的水平抵抗力
        3.2.3 根键的抵抗力矩
    3.3 组合荷载作用下根桩承载的理论分析方法
        3.3.1 基于传递矩阵法的理论解
        3.3.2 非线性计算的迭代方法
        3.3.3 非线性荷载传递模型
    3.4 望东长江公路大桥根桩水平荷载试验验证
        3.4.1 试桩工程概况
        3.4.2 水平静载试验
        3.4.3 计算验证与分析
    3.5 组合荷载作用下根桩水平承载特性的参数分析
    3.6 本章小结
    参考文献
第4章 根桩的组合荷载模型试验
    4.1 引言
    4.2 试验目的及内容
        4.2.1 试验目的
        4.2.2 试验内容
    4.3 模型试验设计
        4.3.1 模型桩
        4.3.2 地基土
        4.3.3 砂箱及加载装置
        4.3.4 数据量测及采集
        4.3.5 试验步骤
    4.4 试验结果及分析
        4.4.1 桩身弯矩计算
        4.4.2 第一组试验
        4.4.3 第二组试验
        4.4.4 第三组试验
        4.4.5 竖向分力对水平承载的影响
    4.5 本章小结
    参考文献
第5章 根式锚碇的位移理论分析方法研究
    5.1 引言
    5.2 根式锚碇的位移理论分析方法
        5.2.1 基本假定
        5.2.2 线弹性计算方法
        5.2.3 非线性计算方法
    5.3 秋浦河大桥北锚碇工程概况
        5.3.1 工程背景
        5.3.2 工程场地地质条件
        5.3.3 总体施工方案及过程
    5.4 秋浦河大桥北锚碇的理论计算与分析
        5.4.1 计算工况
        5.4.2 荷载计算
        5.4.3 测量验证
        5.4.4 根式锚碇承载特性分析
    5.5 本章小结
    参考文献
第6章 根式锚碇的长期位移特性研究
    6.1 引言
    6.2 现场原状土的蠕变试验研究
        6.2.1 试验对象选择
        6.2.2 三轴固结排水剪切试验
        6.2.3 三轴固结排水剪切蠕变试验
    6.3 蠕变模型及其参数识别
        6.3.1 土体流变本构模型
        6.3.2 土体的三维流变模型
        6.3.3 Burgers模型及参数识别
    6.4 秋浦河大桥北锚碇蠕变数值分析
        6.4.1 数值模型及计算工况
        6.4.2 数值分析结果
    6.5 秋浦河大桥北锚碇长期位移监测
        6.5.1 长期监测方案
        6.5.2 长期监测结果与讨论
    6.6 本章小结
    参考文献
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 论文创新点
    7.3 展望
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况

(2)金沙江特大桥隧道式锚碇承载性能及破坏模式研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 隧道锚模型试验研究现状
        1.2.2 隧道锚数值分析研究现状
        1.2.3 隧道锚破坏模式研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究技术路线
第2章 工程地质概况
    2.1 金沙江特大桥概况
    2.2 地形地貌
    2.3 地层岩性
    2.4 地质构造
        2.4.1 断层
        2.4.2 结构面
    2.5 地震
    2.6 水文地质
    2.7 不良地质
    2.8 岩体结构特征分析
第3章 隧道锚承载模型试验方案研究
    3.1 前言
    3.2 模型概况
    3.3 相似材料配制设计
        3.3.1 相似比设计
        3.3.2 相似材料的配比试验
    3.4 加载方案设计
    3.5 试验监测布置
    3.6 模型试验方案实施
        3.6.1 边坡模型岩样制作
        3.6.2 边坡模型的搭建
        3.6.3 加载方案的实施
        3.6.4 监测方案的实施
    3.7 小结
第4章 隧道锚模型试验结果及分析
    4.1 前言
    4.2 坡面位移测试结果分析
    4.3 坡面应变测试结果分析
    4.4 内部光纤测量结果分析
        4.4.1 围岩垂向应变结果及分析
        4.4.2 围岩轴向应变结果及分析
        4.4.3 锚塞体轴向应变结果及分析
    4.5 承载力
    4.6 变形分布规律
    4.7 破坏模式
    4.8 小结
第5章 隧道锚承载性能数值分析
    5.1 前言
    5.2 FLAC3D计算软件简介
    5.3 计算模型
    5.4 计算结果及分析
        5.4.1 设计荷载作用下承载性能分析
        5.4.2 超载作用下的承载性能分析
    5.5 模型试验与数值模拟对比
        5.5.1 变形规律
        5.5.2 承载力
        5.5.3 破坏模式
    5.6 小结
结论及建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果

(3)考虑隧道锚对邻近隧道和边坡及锚碇的稳定性影响研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外隧道式锚碇工程应用实例
        1.2.2 隧道锚对邻近隧道及边坡影响研究现状
        1.2.3 隧道锚自身稳定性研究现状
    1.3 依托工程概况
        1.3.1 泸定大渡河特大桥概况
        1.3.2 隧道工程概况
        1.3.3 工程地质条件
        1.3.4 隧道锚工程概况
    1.4 研究内容及方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 技术路线
第2章 隧道式锚碇计算模型建立
    2.1 车行荷载下缆索拉力计算
        2.1.1 桥梁基本构造
        2.1.2 基本假定
        2.1.3 桥梁模型的建立
        2.1.4 荷载及边界条件模拟
        2.1.5 车行荷载下主缆内力分析
    2.2 隧道式锚碇计算模型
        2.2.1 有限差软件FLAC3D概述
        2.2.2 模型基本假定
        2.2.3 地层与支护结构参数
        2.2.4 隧道锚计算模型建立
    2.3 计算模型施工工序模拟
    2.4 本章小结
第3章 隧道锚对邻近隧道及边坡的影响
    3.1 隧道锚对邻近隧道影响分析
        3.1.1 下穿隧道施工与支护
        3.1.2 隧道锚锚室开挖与支护
        3.1.3 隧道锚锚塞体填筑施工
        3.1.4 悬索桥主塔承台桩基施作
        3.1.5 悬索桥主缆荷载作用
    3.2 隧道锚对邻近边坡影响分析
        3.2.1 下穿隧道施工与支护
        3.2.2 隧道锚锚室开挖与支护
        3.2.3 隧道锚锚塞体填筑施工
        3.2.4 悬索桥主塔承台桩基施作
        3.2.5 悬索桥主缆荷载作用
    3.3 本章小结
第4章 隧道式锚碇的承载稳定性分析
    4.1 隧道式锚碇锚塞体承载稳定性分析
    4.2 隧道式锚碇锚室支护承载稳定性分析
    4.3 隧道式锚碇接触面承载稳定性分析
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(4)隧道式锚碇稳定性及可靠度研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 选题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 隧道锚国内外工程应用
        1.2.2 隧道锚稳定性研究现状
        1.2.3 可靠度分析在岩土工程的应用
    1.3 主要研究内容和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究方法和技术路线
2 工程概况与锚址区围岩力学参数反演
    2.1 工程概况
    2.2 工程地质条件
        2.2.1 工程地质概况
        2.2.2 不良地质现象
    2.3 隧道锚洞口边坡与锚洞的开挖支护要点
        2.3.1 洞口边坡开挖支护要点
        2.3.2 锚洞开挖支护要点
    2.4 基于BP神经网络的锚址区围岩力学参数反演
        2.4.1 BP神经网络基本理论
        2.4.2 锚洞变形监测数据回归分析
        2.4.3 BP神经网络训练样本构造
        2.4.4 锚址区围岩力学参数反演结果分析
    2.5 本章小结
3 隧道锚持荷稳定性研究
    3.1 引言
    3.2 隧道锚三维数值模型的建立
        3.2.1 Midas-GTS NX的基本理论
        3.2.2 模型基本假设及相关设置
        3.2.3 三维模型建立
    3.3 隧道锚持荷稳定性数值分析
        3.3.1 隧道锚变形稳定性
        3.3.2 隧道锚应力特征
        3.3.3 隧道锚超载破坏
    3.4 本章小结
4 隧道锚稳定性影响因素及影响规律研究
    4.1 引言
    4.2 锚址区岩体质量影响
    4.3 隧道锚几何设计参数影响
        4.3.1 锚塞体间距影响
        4.3.2 前锚室长度影响
        4.3.3 锚塞体倾角影响
        4.3.4 锚塞体长度影响
        4.3.5 锚塞体扩展角影响
        4.3.6 锚塞体埋深影响
    4.4 基于灰色关联法的设计参数敏感性分析
        4.4.1 灰色关联法的基本理论
        4.4.2 隧道锚几何设计参数敏感性分析
    4.5 本章小结
5 基于一阶可靠度法的隧道锚可靠性研究
    5.1 引言
    5.2 可靠性分析原理
        5.2.1 可靠性理论
        5.2.2 可靠度表述方法
        5.2.3 可靠度计算方法
    5.3 隧道锚可靠度计算过程与结果分析
        5.3.1 不同工况组合下隧道锚安全系数计算
        5.3.2 可靠度极限状态方程的构建
        5.3.3 目标可靠度的确定
        5.3.4 随机变量统计特征参数的选取
        5.3.5 可靠度计算结果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录 I
附录 Ⅱ
    A 作者在攻读硕士期间的论文目录及专利申请
    B 作者在攻读硕士期间参与的科研情况
    C.作者在攻读硕士期间参加的学术会议
    D.学位论文数据集
致谢

(5)悬索桥隧道锚受力特性及极限承载力的试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 原位模型试验
        1.2.2 室内模型试验
        1.2.3 数值模拟
        1.2.4 理论计算
    1.3 本文主要研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 金沙江特大悬索桥工程及地质概况
    2.1 金沙江特大桥概况
    2.2 隧道式锚碇概况
    2.3 工程地质情况
        2.3.1 地形地貌
        2.3.2 地层岩性
        2.3.3 地质构造
        2.3.4 现场岩体试验成果
        2.3.5 卸荷带划分
        2.3.6 隧道锚围岩分级
    2.4 本章小结
第3章 隧道锚原位缩尺模型试验方案
    3.1 前言
    3.2 试验锚洞的选址
    3.3 原位模型设计
        3.3.1 相似关系
        3.3.2 模型尺寸
        3.3.3 传力钢板
        3.3.4 试验锚体配筋
    3.4 加载系统
    3.5 量测方案
        3.5.1 变形监测
        3.5.2 应变监测
    3.6 加载及量测方案
    3.7 本章小结
第4章 隧道锚原位模型试验量测成果及分析
    4.1 前言
    4.2 流变试验结果及分析
        4.2.1 位移量测结果
        4.2.2 锚体受力量测结果
    4.3 0-12P循环加卸载试验
        4.3.1 位移量测结果
        4.3.2 锚体受力量测结果
    4.4 8~12P加载试验
        4.4.1 位移量测结果
        4.4.2 锚体受力量测结果
    4.5 围岩对锚塞体阻力分析
    4.6 本章小结
第5章 隧道锚室内模型试验方案
    5.1 前言
    5.2 模型制作
        5.2.1 模型尺寸
        5.2.2 相似材料的配置
        5.2.3 模型箱制作
        5.2.4 锚塞体制作
    5.3 试验工况
        5.3.1 锚塞体模型方案
        5.3.2 加载工况
    5.4 加载系统
    5.5 量测系统
        5.5.1 位移量测
        5.5.2 应变量测
        5.5.3 锚体轴力计算
    5.6 本章小结
第6章 隧道锚室内模型试验量测结果及分析
    6.1 前言
    6.2 模型试验结果
        6.2.1 位移测试结果
        6.2.2 应变测试结果
    6.3 位移分析
        6.3.1 位移分布规律
        6.3.2 不同方案锚塞体位移比较
        6.3.3 变形影响范围
    6.4 轴力分析
    6.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献

(6)山区悬索桥隧道式锚碇受力机理研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 隧道式锚碇应用及研究现状
        1.3.1 国内外工程应用概述
        1.3.2 隧道式锚碇国内外研究现状
    1.4 主要研究内容及方法
        1.4.1 本文主要研究内容
        1.4.2 研究方法与技术路线
第二章 隧道锚计算理论及稳定性研究
    2.1 锚碇分类及受力特性
        2.1.1 锚碇结构类型
        2.1.2 隧道锚的主要结构部分
        2.1.3 隧道锚的理论计算
    2.2 隧道锚和岩体的力学行为
    2.3 锚碇破坏模式
    2.4 隧道锚超载储备系数
    2.5 本章小结
第三章 隧道锚有限元建模的关键问题
    3.1 模型计算范围
    3.2 初始地应力
        3.2.1 初始地应力概述
        3.2.2 初始地应力基本分布规律
        3.2.3 初始地应力的常用分析方法
    3.3 接触面理论
        3.3.1 接触对
        3.3.2 接触面法向模量
    3.4 岩体开挖模拟
    3.5 混凝土回填模拟
    3.6 本构模型
    3.7 本章小结
第四章 隧道锚受力特性分析
    4.1 工程概况
        4.1.1 工程简介
        4.1.2 工程地质条件
        4.1.3 锚区围岩物理参数
        4.1.4 锚碇材料参数
    4.2 隧道式锚碇计算模型
        4.2.1 分析方法MIDAS/GTS概述
        4.2.2 锚碇几何模型
        4.2.3 计算步骤
    4.3 锚碇计算结果
        4.3.1 围岩自重应力场
        4.3.2 开挖阶段模拟
        4.3.3 回填阶段分析
        4.3.4 运营阶段设计主缆荷载分析
    4.4 超载破坏模拟结果分析
        4.4.1 施加3倍缆力
        4.4.2 施加5倍缆力
        4.4.3 施加7倍至10倍缆力
        4.4.4 围岩塑性区分析
    4.5 本章小结
第五章 锚碇结构参数分析
    5.1 考虑粘结力对锚碇系统受力的影响
        5.1.1 计算模型
        5.1.2 计算结果
        5.1.3 结果分析
    5.2 考虑倾角α对锚碇系统受力的影响
        5.2.1 计算模型
        5.2.2 计算结果
        5.2.3 结果分析
    5.3 考虑轴向长度L对锚碇系统受力的影响
        5.3.1 计算模型
        5.3.2 计算结果
        5.3.3 结果分析
    5.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间发表论文目录)
附录B (攻读学位期间参与的科研项目目录)

(7)山区悬索桥隧道锚的性能分析(论文提纲范文)

0 引言
1 隧道锚数值分析模型
    1.1 工程概况
    1.2 数值模型
    1.3 计算步骤
    1.4 数值结果分析
        1.4.1 初始应力场及开挖与回填后的应力
        1.4.2 锚塞体张拉预应力及加主缆荷载后的位移
        1.4.3 塑性区分布
2 现场实测结果分析
    2.1 前锚面位移监测
    2.2 锚塞体与围岩接触应力监测
    2.3 锚塞体轴向钢筋应力监测
3 结语

(8)特大悬索桥隧道锚岩石力学综合研究(论文提纲范文)

1 引言
2 围岩地质与力学特性
    2.1 岩体物理力学参数
    2.2 基本地质特征与岩体质量评价
3 隧道锚缩尺模型试验
    3.1 模型锚碇设计与制作
        3.1.1 基本理论依据
        3.1.2 模型结构尺寸
        3.1.3 边界条件
        3.1.4 加载系统
    3.2 锚碇-围岩变形与应力测试
        3.2.1 表面变形监测
        3.2.2 深部变形监测
        (1) 钻孔多点位移计
        (2) 钻孔测斜仪
        (3) 位错计
        (4) 锚体内应变计
        (5) 监测传感器汇总
    3.3 模型锚碇试验方案设计与实施
        3.3.1 仪器设备
        (1) 加载系统
        (2) 测量系统
        3.3.2 载荷试验方法
        3.3.3 蠕变试验方法
    3.4 模型锚载荷试验成果
        3.4.1 模型锚的变形特性
        3.4.2 模型锚的强度特性
        3.4.3 模型锚的蠕变特性
        3.4.4 锚碇体变形限值分析
4 隧道锚承载特性数值分析
    4.1 模型建立和参数确定
    4.2 数值模拟结果分析
5 结论

(9)悬索桥隧道式锚碇承载特性的试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 悬索桥隧道锚工程实例概况
        1.2.2 隧道锚设计计算方法研究
        1.2.3 隧道锚原位模型试验研究
        1.2.4 隧道锚数值计算研究
    1.3 研究目的与研究内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容与技术路线
第2章 金沙江特大悬索桥工程概况
    2.1 工程概况
    2.2 隧道式锚碇概况
    2.3 地形地貌
    2.4 地层岩性与不良地质
        2.4.1 地层岩性
        2.4.2 不良地质
    2.5 地质构造
    2.6 卸荷带划分及围岩级别
    2.7 岸坡稳定性评价
    2.8 本章小结
第3章 隧道锚原位缩尺模型试验方案
    3.1 概述
    3.2 原位试验方案设计
        3.2.1 模型锚碇的尺寸
        3.2.2 加载方法的选取
        3.2.3 监测方案
        3.2.4 载荷试验方法
    3.3 原位试验方案的实施
        3.3.1 模型锚洞位置的确定
        3.3.2 加载与监测系统的安装
        3.3.3 反力钢板的制作与模型锚体的浇筑
    3.4 本章小结
第4章 隧道锚模型试验结果及分析
    4.1 概述
    4.2 4P流变试验
        4.2.1 位移测量结果
        4.2.2 锚体轴力量测结果
    4.3 (1~6)P循环加卸载试验
        4.3.1 位移测量结果
        4.3.2 锚体轴力量测结果
    4.4 6P流变与(6~10)P循环加卸载试验
        4.4.1 位移测量结果
        4.4.2 锚体轴力量测结果
    4.5 (1~12)P大循环试验
        4.5.1 位移测量结果
        4.5.2 锚体轴力量测结果
    4.6 围岩对锚体的阻力分析
    4.7 本章小结
第5章 隧道锚模型试验的数值模拟
    5.1 概述
    5.2 计算模型
        5.2.1 数值模拟模型范围
        5.2.2 材料参数
        5.2.3 初始应力场与计算步骤
    5.3 计算结果及分析
        5.3.1 变形分析
        5.3.2 应力分析
        5.3.3 塑性区分布
    5.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献

(10)大跨悬索桥隧道锚传力能力及优化控制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 悬索桥及隧道式锚碇系统概述
        1.1.2 隧道锚研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 隧道锚的发展及应用现状
        1.2.2 隧道锚的传力机理研究现状
        1.2.3 隧道锚的数值仿真模拟研究现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法与技术路线
第2章 隧道锚锚固系统失效机理研究
    2.1 锚碇锚固机理
        2.1.1 粘结型锚杆的锚固机理
        2.1.2 预应力锚索的锚固机理
        2.1.3 围岩-隧道锚的夹持作用
    2.2 锚固系统的典型破坏模式
        2.2.1 锚塞体侧壁界面破坏
        2.2.2 锚塞体围岩破坏
        2.2.3 边坡整体滑移破坏
        2.2.4 锚塞体结构破坏
    2.3 隧道锚边坡稳定性的识别方法
        2.3.1 锚碇区边坡稳定性的定性分析
        2.3.2 锚碇区边坡稳定性的定量分析
    2.4 本章小结
第3章 隧道锚传力能力影响因素分析
    3.1 影响因素分类
        3.1.1 围岩条件
        3.1.2 锚塞体参数
    3.2 数值概化模型
    3.3 影响因素结果分析
        3.3.1 围岩级别
        3.3.2 锚塞体倾角
        3.3.3 锚塞体埋深
        3.3.4 锚塞体横截面尺寸
        3.3.5 锚塞体扩展角
    3.4 本章小结
第4章 隧道锚的优化控制及其长期稳定性研究
    4.1 正交试验设计
    4.2 隧道锚-围岩结构三维数值模拟
        4.2.1 三维计算模型建立
        4.2.2 力学参数取值
    4.3 结果分析与方案比选
    4.4 隧道锚破坏模式分析
        4.4.1 超载作用施加
        4.4.2 数值模拟结果分析
        4.4.3 隧道锚固系统的破坏模式
    4.5 本章小结
第5章 普立特大桥隧道锚施工仿真模拟
    5.1 普利特大桥简介
    5.2 工程地质概况
    5.3 隧道锚数值分析模型
        5.3.1 模型建立
        5.3.2 参数选取
    5.4 隧道锚施工过程仿真模拟
        5.4.1 隧道锚施工工艺简述
        5.4.2 数值模拟中的若干问题
        5.4.3 数值模拟过程分述
    5.5 本章小结
成果与展望
致谢
个人学习工作简历
参考文献

四、四渡河特大桥隧道锚碇三维弹塑性数值分析(论文参考文献)

  • [1]悬索桥根式锚碇基础承载特性理论与试验研究[D]. 罗晓光. 合肥工业大学, 2021
  • [2]金沙江特大桥隧道式锚碇承载性能及破坏模式研究[D]. 余沛侨. 西南交通大学, 2020(07)
  • [3]考虑隧道锚对邻近隧道和边坡及锚碇的稳定性影响研究[D]. 彭浩. 西南交通大学, 2019(07)
  • [4]隧道式锚碇稳定性及可靠度研究[D]. 余春涛. 重庆大学, 2019(01)
  • [5]悬索桥隧道锚受力特性及极限承载力的试验研究[D]. 张琪. 西南交通大学, 2019(03)
  • [6]山区悬索桥隧道式锚碇受力机理研究[D]. 罗胜. 长沙理工大学, 2019(06)
  • [7]山区悬索桥隧道锚的性能分析[J]. 杨忠,张郁烽,段瑞芳,魏艳写. 筑路机械与施工机械化, 2018(08)
  • [8]特大悬索桥隧道锚岩石力学综合研究[J]. 郭喜峰,周火明,程强,王中豪,李维树,王帅,文丽娜. 中国科学:技术科学, 2018(07)
  • [9]悬索桥隧道式锚碇承载特性的试验研究[D]. 罗雄. 西南交通大学, 2018(10)
  • [10]大跨悬索桥隧道锚传力能力及优化控制研究[D]. 房尚文. 西南交通大学, 2018(03)

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四渡河大桥隧道锚固三维弹塑性数值分析
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