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高速公路桥基荷载作用下溶洞顶板稳定性研究
| 论文题名： | 高速公路桥基荷载作用下溶洞顶板稳定性研究 |
| 关键词： | 桥梁桩基;溶洞顶板;受力分析;稳定性;高速公路 |
| 摘要： | 我国岩溶地区分布广泛，随着工程建设规模逐步扩大，在岩溶地区修建各类工程设施成为必然，人们也逐渐认识到岩溶地质对结构物的危害性，特别是在桥梁桩基施工过程巾遇到埋藏型岩溶地层，一般考虑将桩基作用在溶洞顶板之上。因此，溶洞顶板稳定性研究工作被提到重要议程。本文以益娄高速公路埋藏型岩溶工程特性及处治技术研究项目为依托，开展对岩溶溶洞顶板与桥梁桩基的相互作用机理及其稳定性研究，为后续工程的设计以及安全施工提供一定的借鉴作用，具有很大应用价值。论文所做的主要工作及研究成果如下: (1)本文首先介绍了埋藏型岩溶的特征，通过对模型做出基本的假设，将基桩与顶板的模型进行分类简化，得到了10种熟悉的力学结构模型，在此基础上，采用弹性力学中的薄板理论对溶洞顶板与桥梁桩基荷载系统模型做了详细的受力分析，得出了对应的顶板厚度检验公式。 (2)根据建设工程中对基岩洞穴顶板的实际处理经验，分析了溶洞顶板稳定性影响因素，经分析可知:溶洞处于某一埋藏深度时，顶板跨度越大，其允许最小安全厚度越大;而溶洞洞深越深，其最小安全厚度更小;得出顶板跨度是溶洞稳定的非常不利因素，而溶洞的洞深是其稳定的有利因素。 (3)从溶洞失稳的原因着手分析了岩溶失稳机理，引入岩石强度理论，建立岩溶失稳模型对其机理进行分析，分析得出，其实岩溶失稳机理即为力学机理:荷载作用导致岩土体强度失效以致失稳。 (4)从上述结构模型中选取梁板模型来进行模拟分析，并结合该模型的特点对不同桩径下顶板的稳定性做了抗冲切、抗剪切以及抗弯验算。经验算可知，由基桩和顶板组成的类梁板模型整体呈安全稳定状态，其计算结果能指导工程设计与施工。 (5)本文采用数值软件FLAC-3D，对益娄高速公路第10合同段石坝冲大桥位于K81+843和K81+878桥墩下的基桩和溶洞顶板稳定性进行了模拟分析。通过分析，笔者建议采用套筒加固技术对K81+878处的基桩进行加固，研究结论可以作为益娄高速公路桥基工程设计与施工的依据。此外，数值模拟对于此类问题的分析实用可靠，值得更深入研究。 |
| 作者： | 吴勇 |
| 专业： | 交通运输工程（道路与铁道工程） |
| 导师： | 付宏渊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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