泥石流区桥梁的防灾减灾设计原则初步研究

摘要

在我国西南地区，泥石流是一种比较常见的地质灾害，泥石流爆发突然、强度大，破坏力极强，威胁建在泥石流区域的桥梁的安全性，有必要对泥石流对桥梁的作用进行深层次的研究。泥石流对桥梁的作用是一个相对复杂的过程，一方面要考虑泥石流本身的流变特性复杂，另一方面还要考虑桥梁结构的多样性以及两者相互作用的静力和动力分析，最终确定针对不同地区不同桥梁结构的防灾减灾方案。
　　主要从以下几个方面研究泥石流区桥梁的防灾减灾设计:
　　(1)总结泥石流基本特性，包括泥石流区典型的自然环境条件判定，泥石流的大小判定，发生泥石流的概率分析，泥石流的容重、流速、粘滞性等一系列物理参量的计算方法，并由这些参数来指导计算泥石流对桥梁的作用。
　　(2)泥石流区桥梁设计的基本原则制定，泥石流荷载作用的评定，泥石流区桥梁的性能设计以及临界判定原则制定。
　　(3)分析泥石流对桥梁作用的简化计算方法，通过理论分析计算泥石流的冲击、淘蚀、於埋等作用，考虑主要因素，适当的对模型进行简化，本文主要将泥石流看做是纯物质的宾汉体，忽略泥石流内部物质的相互作用。计算在泥石流作用下桥梁位移和应力并判定桥梁所处的破坏阶段。
　　(4)通过ansys workbench仿真模拟不同强度泥石流分别对不同形式桥墩的冲击作用。泥石流对桥梁的作用属于多场耦合计算，考虑不同程度的泥石流的作用，对桥梁进行防灾减灾验算分析;对固定强度的泥石流，考虑不同桥梁反应，对桥梁进行设计。
　　(5)分析泥石流对桥梁周围土体的淘蚀破坏作用。通过对桥梁周围的土体抗剪强度和泥石流强度设置，ansys workbench静态计算，得出在泥石流冲击下桥梁周围土体被破坏的深度和影响范围。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的意义

1．2 桥梁的泥石流灾害究现状

1．2．1 泥石流特性研究

1．2．2 桥梁的泥石流作用研究

1．3 研究内容和技术路线

第2章 桥梁的泥石流灾害与防治原则研究

2．1 桥梁的泥石流灾害概述

2．2 泥石流区桥梁防灾减灾设计原则

2．3 泥石流区桥梁灾害分析

2．3．1 泥石流荷载作用评定

2．3．2 性能设计及临界判别

2．4 计算桥梁的泥石流作用所需参数

2．4．1 目标地区的自然条件

2．4．2 泥石流形成条件分析

2．4．3 目标地区泥石流灾害基本参数统计

2．4．4 目标地区桥梁及防护结构资料

2．5 本章小结

第3章 桥梁的泥石流作用简化计算

3．1 桥梁泥石流作用的模型简化

3．1．1 泥石流流体的简化

3．1．2 作用方式的简化

3．2 泥石流作用荷载简化计算

3．2．1 泥石流淘蚀作用破坏

3．2．2 泥石流冲击作用破坏

3．2．3 泥石流於埋破坏

3．3 泥石流区桥梁位移计算

3．3．1 基础冲刷深度及基础位移

3．3．2 桥墩相对位移计算

3．4 本章小结

第4章 泥石流破坏结构物双向耦合数值模拟

4．1 双向耦合数值模拟理论

4．2 模拟基本资料

4．2．1 桥梁结构数据

4．2．2 泥石流数据

4．2．3 设计工况和监控控制

4．3 瞬态耦合模拟

4．3．1 仿真模型图

4．3．2 瞬时模拟动态流体分布图

4．3．3 瞬时模拟时间轴监控图

4．4 稳态冲刷模拟

4．5 本章小结

第5章 工程应用

5．1 公式简化及系数修正

5．2 泥石流区桥梁各项性能指标计算及临界判定

5．2．1 石流区桥梁墩顶位移及应力计算

5．2．2 石流区桥梁性能临界判定

5．3 结论

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及主要科研工作