论文摘要
随着高速公路网覆盖范围及建设里程的不断增长以及我国工程建设水平的提高,工程中更为注重灾害条件下桥梁工程的风险评估。尾矿库是筑坝拦截沟口或围地建成的用以堆存金属、非金属尾矿的场所,这是一种具有高势能的人造泥石流危险源,尾矿库溃坝形成的泥石流将会对下游道路和桥梁造成巨大的损害。灾害条件下道路、桥梁与隧道工程设计方案的选择及优化并对这类风险进行控制是十分必要且有重要工程应用价值的研究课题。本文整合地理信息系统(GIS)技术、尾矿库数值模拟方法和风险评估理论,将其应用于某高速公路沿线尾矿库下游桥梁的工程风险评估,并根据评估结果对设计方案提出风险控制措施,以期为解决这类复杂的工程风险评估与决策问题提供一种新的思路。本文主要研究内容如下:(1)查阅文献和工程资料,了解国内外对于尾矿库溃坝、泥石流灾害、桥梁风险评估等方面的研究进展,并将尾矿库溃坝灾害条件下的桥梁风险评估问题进行拆解,分别从尾矿库溃坝机理及其研究方法、泥石流灾害动力学特征参数及其计算方法、泥石流灾害对桥梁的危害及其模拟方法和桥梁风险评估及理论四个方面进行总结。(2)将GIS技术应用于尾矿库溃坝泥石流模拟和桥梁风险评估中,整合ArcGIS软件强大的空间数据处理和分析功能以及Massflow软件对于复杂地形条件下的泥石流仿真计算功能,对尾矿库溃坝泥石流进行了数值模拟,得到了泥石流流深、流速、浆体整体冲击力、大石块冲击力等数据,并以此为基础利用有限元分析软件ANSYS进行了泥石流冲击桥墩数值模拟,进一步得到了后续风险评估所需要的桥墩最大应力、墩顶最大位移等关键数据。(3)提出将泥石流作用时域内溃坝影响区域各位置点流速与流深乘积最大值作为该点所受危害程度的判定标志,该参数可以作为道路选线、桥梁孔跨布置、结构选型、防护工程方案拟定等问题的参考指标;提出以泥石流浆体与大石块对桥墩的最大倾覆力矩作为最不利桥墩与其最不利工况的选取指标,并以倾覆力矩最大桥墩为对象进行泥石流冲击作用响应分析和风险损失评估。(4)建立了尾矿库溃坝风险指标体系、桥梁结构风险损失指标体系,利用调查表法、专家打分法等方法进行了桥梁风险评估,总结了泥石流灾害区域桥梁工程设计阶段可采取的风险控制措施,并提出了相应的措施建议。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 丁邦政
导师: 陈志军
关键词: 桥梁风险评估,尾矿库,泥石流
来源: 华中科技大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,信息科技
专业: 自然地理学和测绘学,矿业工程,公路与水路运输,计算机软件及计算机应用
单位: 华中科技大学
分类号: TD926.4;U446;P208
总页数: 90
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