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泥石流路基破坏机理与拦挡结构设计研究
| 论文题名： | 泥石流路基破坏机理与拦挡结构设计研究 |
| 关键词： | 公路路基;拦挡结构;优化设计;泥石流;破坏机理 |
| 摘要： | 泥石流灾害是我国西部山区公路路基及其结构破坏的重要因素。随着“丝绸之路经济带”国家战略和西部地区大开发正加快推进与深入，在西部山区人类活动的增加和西部山区独特环境和地质条件，常常孕育泥石流灾害。泥石流灾害对公路路基及其拦挡结构破坏是山区公路建设养护中急需解决的问题。 通过分析东川项目区泥石流的发育，泥石流特征和动力学特性，深入研究泥石流路基破坏机理，泥石流路基—拦挡结构的应力和变形特点，以开展泥石流路基—拦挡结构优化设计，比较采用增大拦挡结构路基侧尺寸及形式和采用废弃轮胎缓冲层进行优化设计，分析路基和拦挡结构的应力和变形变化规律，为泥石流路基防护提供设计与技术参考。 本文通过分析典型泥石流发育时空分布特征和泥石流动力学特性，基于泥石流路基流固耦合原理，采用泥石流体k-ε紊流模型，运用有限元软件ADINA进行二维数值仿真，分析泥石流路基破坏机理，探讨泥石流冲击作用下路基—拦挡结构的应力应变特点，并对路基—拦挡结构进行优化研究，研究结果表明:路基受泥石流直接冲击作用会快速变形破坏，路基的应力和位移变化随泥石流冲击作用而变大。针对泥石流路基破坏特点，对路基进行防护，路基—拦挡结构的应力随着泥石流龙头冲击作用后达到峰值，在拦挡结构左右侧墙脚及接触面0～2.5m位置受力最大，最大应力为0.19497MPa，位移从开始的快速增大到之后在一定的范围内反复的波动。针对采用一般重力式拦挡结构对路基进行防护的变化规律，考虑采用增大拦挡结构路基侧尺寸及形式和废弃轮胎缓冲层对路基—拦挡结构进行防护，路基和拦挡结构的最大应力及竖向和水平位移峰值都明显减小，考虑经济性等因素，推荐拦挡结构路基侧倾角a为15°，废弃轮胎缓冲层厚度d为1.0m。考虑采用废弃轮胎缓冲层可以有效的降低泥石流对路基—拦挡结构的冲击力，而采用增大拦挡结构路基侧尺寸及形式更凸显减小路基—拦挡结构的位移，建议同时采用两种防护措施对路基—拦挡结构进行双重防护。 |
| 作者： | 刘杰 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 丁静声 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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