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斜井开挖及支护方式对顺层岩质边坡的稳定性影响研究
| 论文题名： | 斜井开挖及支护方式对顺层岩质边坡的稳定性影响研究 |
| 关键词： | 铁路桥梁;顺层岩质边坡;稳定性分析;拱座结构;斜井开挖技术;支护技术 |
| 摘要： | 近来年，我国铁路基础设施建设迅猛发展，而在西南艰险山区修建铁路往往面临地形地质条件及其复杂的难题，铁路沿线的边坡稳定性问题也越来越受到重视。 本文研究内容依托重庆至贵阳铁路线扩能改造工程夜郎河特大桥拱座斜井开挖及支护开展。首先通过室内岩石试验得出可靠的岩石力学参数，并结合地质勘查报告，分析了该岩质边坡的岩性优劣，然后通过有限元方法对该拱座斜井开挖及支护的多个工况进行数值模拟分析。主要有以下三个方面内容: (1)该特大桥拱座斜井所在的重庆岸一端为顺层岩质边坡，整体岩性较好，但局部区域的泥岩夹砂岩软弱夹层遇水易软化，稳定性较差。 (2)依据铁路工程岩石试验规程等相关试验规范开展了单轴抗压强度和单轴流变室内试验，并着重分析了岩石在长期荷载作用下表现出的流变特性。得出了砂岩和泥岩的单轴抗压强度、弹性模量、长期强度、各级荷载作用下流变量与瞬时变形的比值以及粘滞系数等力学参数。 (3)通过有限元软件ANSYS建模分析了拱座斜井开挖及支护的多个工况，并从不同角度对该岩质边坡的稳定性进行分析评价。在ANSYS数值模拟分析中，将非常复杂的三维受力变形问题合理简化为一平面应变问题，采用常用的弹性和德鲁克—普拉格(Drucker-Prager)弹塑性两种模型，边坡岩体采用PLANE42平面实体单元，预应力锚索采用LINK1杆单元，钢筋混凝土衬砌和钢支撑均采用BEAM3梁单元，各阶段开挖和支护通过ANSYS的生死单元功能来实现，即杀死或激活相应单元以实现开挖岩体和施加支护结构，通过分析数值模拟结果，得出支护结构对于该岩质边坡开挖产生的位移和应力等方面的变化起到了很好的控制作用，值得工程借鉴。 |
| 作者： | 杨江乐 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 彭雄志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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