宜万线马水河大桥岸坡稳定性的三维有限元分析

摘要

马水河大桥是宜(昌)-万(州)线铁路的重点工程，研究马水河大桥岸坡的稳定性，是工程建设实践的迫切要求。 本文建立三维的桥基岸坡模型，对可视为均质材料的岩体岸坡，荷载作用下岩体的应力特征和位移特征进行分析，研究了坡度和岸坡形状的变化对岸坡岩体力学行为的影响，揭示了不同坡度和岸坡形状下边坡岩体应力影响范围、坡面的位移特征等的变化规律。 通过分析知荷载对桥基岸坡有一定的影响范围，对于坡面为平面的岸坡，此范围随坡度的增大而增大；坡面为凸面的岸坡，此范围还与两坡面的平面夹角有关，坡度相同，随两坡面的平面夹角增大而增大。 荷载作用下岸坡坡面岩体的水平位移和竖直位移均与坡度有关，随着坡度的增大，水平和竖直位移随之增大；并且水平位移的最大值出现位置变浅；坡面为凸面的岸坡坡面岩体位移特征还与两坡面的平面夹角有关。 以以上研究为基础，本文得出了三维状态下桥基位置的确定方法，确定出马水河大桥的桥基位置：宜昌岸为20.9m，万州岸为12m；对所得桥基位置下岸坡的稳定性进行了分析。通过研究表明，在设计荷载下，岸坡坡面岩体位移量微小，对桥基的稳定性影响不大，并且岸坡岩体强度满足要求。马水河大桥在设计桥位下岸坡是稳定的。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1选题意义

1.2国内外研究现状

1.2.1高陡边坡桥基位置确定方法

1.2.2边坡岩体力学行为的研究

1.2.3三维条件下高边坡研究现状

1.3论文主要研究内容

第2章马水河大桥桥址区地质条件

2.1马水河大桥设计方案及其区域地质构造

2.1.1马水河大桥设计方案

2.1.2马水河大桥桥址区区域地质构造特征

2.2马水河大桥桥址地质概况及野外初步分析

2.2.1宜万线马水河大桥桥址地质概况

2.2.2稳定性的野外初步分析

第3章万州岸桥基位置的确定

3.1基本模型

3.2竖直荷载作用下高边坡岩体基本力学行为特征

3.2.1边坡岩体应力特征

3.2.2边坡岩体应力影响范围

3.2.3边坡位移特征

3.3坡面为平面时桥基位置的确定

3.3.1二维条件下竖直荷载作用下边坡的应力影响范围

3.3.2三维条件下竖直荷载作用下边坡的应力影响范围

3.3.3万州岸桥基位置的确定

3.4本章小结

第4章宜昌岸桥基位置的确定

4.1基本模型

4.2竖直荷载作用下坡面为凸面的岸坡岩体力学行为特征

4.2.1边坡岩体应力特征

4.2.2边坡岩体应力影响范围

4.2.3边坡位移特征

4.3坡面为凸面的桥基岸坡桥基位置的确定

4.3.1坡面为平面、坡度为80°时应力影响范围的分析

4.3.2确定坡面为凸面的桥基岸坡桥基位置的步骤

4.3.3坡面为凸面的桥基岸坡桥基位置的确定

4.4宜昌岸桥基位置的确定

4.5本章小结

第5章马水河大桥岸坡稳定性分析

5.1万州岸稳定性分析

5.1.1应力影响系数分析

5.1.2坡面位移分析

5.1.3桥基岸坡岩体强度分析

5.2宜昌岸稳定性分析

5.2.1应力影响系数分析

5.2.2坡面位移分析

5.2.3桥基岸坡岩体强度分析

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果