地裂缝对机场建（构）筑物的变形破坏效应研究

论文摘要

地裂缝是一种由内外地质营力以及人类活动等因素引起的一种缓慢的渐进性地质灾害,这种灾害会给地面以及建筑带来不同程度的破坏,严重影响了构筑物的稳定和正常使用,也限制了人类的工程活动。近年来,北京首都国际机场T2航站楼在使用期间,也发现了严重的地裂缝灾害,已影响到了T2航站楼的正常使用和飞机运行安全。因此查明该区域地裂缝的活动特征以及地裂缝对首都机场的影响机制,解决机场地裂缝的工程危害尤为重要。本文在搜集整理相关文献和勘察资料的基础上,以首都机场地裂缝为研究背景,首先介绍了北京地区地裂缝的基本特征,并现场调查了首都国际机场的地裂缝灾害情况。然后以此为研究对象,通过大型物理模型试验模拟地裂缝的活动,重点研究了地裂缝对T2到T3航站楼之间地下巷道结构以及地表跑道和盖板的影响,揭示了地裂缝作用下地表的沉降规律、地层的应力变化规律、巷道衬砌的受力变形规律以及地裂缝对地表跑道和地下巷道的影响及破坏范围,为机场治理地裂缝灾害提供了依据。最后利用FLAC3D有限差分软件建立地裂缝与巷道结构及地表跑道和盖板的数值模型,通过数值计算,分析了巷道结构及跑道、盖板在地裂缝活动的作用下的受力变形情况,并与模型试验结果进行对比,对模型试验进行了优化与补充。本文研究成果对北京首都国际机场的地裂缝灾害防治具有重要的指导意义,也为其它地区工程建设中地裂缝的防治提供了借鉴和参考价值。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景与研究意义
•   1.2 地裂缝研究现状及存在的问题
•     1.2.1 地裂缝成因机理研究现状
•     1.2.2 地裂缝活动对结构的影响研究现状
•     1.2.3 存在的问题
•   1.3 研究目标与主要研究内容
•     1.3.1 研究目标和内容
•     1.3.2 技术路线
• 第二章 区域地质背景及地裂缝基本特征
•   2.1 区域地质背景
•     2.1.1 气象与水文特征
•     2.1.2 地形地貌
•     2.1.3 地层岩性
•     2.1.4 地质构造与区域断裂活动特征
•   2.2 研究区地裂缝的基本特征
•     2.2.1 研究区地裂缝概况
•     2.2.2 首都国际机场地裂缝发育及活动特征
•     2.2.3 研究区地裂缝发育及活动特征
•     2.2.4 研究区地裂缝成因
•   2.3 小结
• 第三章 地裂缝对机场构筑物的变形破坏效应大型物理模型试验研究
•   3.1 试验研究背景
•   3.2 试验目的和试验任务
•     3.2.1 试验目的
•     3.2.2 试验任务
•   3.3 试验原理与试验装置
•   3.4 模型的设计与制作
•     3.4.1 模型试验的相似关系设计
•     3.4.2 模型地层设计
•     3.4.3 地裂缝设计
•     3.4.4 模型巷道设计
•     3.4.5 模型盖板及跑道设计
•   3.5 试验测量内容与数据采集
•     3.5.1 土层应力量测
•     3.5.2 结构应变量测
•     3.5.3 结构及地表位移量测
•   3.6 模型试验施工
•     3.6.1 地层铺设
•     3.6.2 巷道模型混凝土浇筑
•     3.6.3 顶面跑道及盖板铺设
•     3.6.4 土压力测试元件埋设
•     3.6.5 应变测试元件布设
•     3.6.6 位移测试元件布设
•     3.6.7 试验数据采集
•   3.7 模型试验沉降过程
•   3.8 模型试验结果及分析
•     3.8.1 模型顶面地表沉降位移规律分析
•     3.8.2 地层应力变化规律分析
•     3.8.3 巷道衬砌结构周围土压力变化规律分析
•     3.8.4 巷道衬砌结构受力变形分析
•   3.9 模型土体及结构破坏特征
•   3.10 小结
• 第四章 地裂缝对机场建（构）筑物的变形破坏效应数值模拟分析
•   4.1 数值计算模型构建
•     4.1.1 三维地层模型构建
•     4.1.2 模型参数选取及边界条件控制
•   4.2 整体沉降结果分析
•   4.3 地裂缝活动下对机场滑行道及混凝土盖板的影响
•     4.3.1 机场滑行道与混凝土盖板的位移特征
•     4.3.2 机场滑行道与混凝土盖板的剪应力及剪应变特征
•     4.3.3 不同沉降距离s时机场滑行道与混凝土盖板沉降结果对比
•   4.4 地裂缝活动下对地下巷道的影响
•     4.4.1 地裂缝活动下对地下巷道位移的影响
•     4.4.2 地裂缝活动下对地下巷道剪应变和剪应力的影响
•     4.4.3 不同沉降距离s时地下巷道竖向位移结果对比
•     4.4.4 不同沉降距离s时地下巷道对地表沉降的交叉影响
•   4.5 地裂缝活动影响范围研究
•   4.6 小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李清照

导师: 邓亚虹,宋焱勋

关键词: 地裂缝,机场跑道,地下巷道,模型试验,数值模拟,变形破坏

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,航空航天科学与工程

单位: 长安大学

分类号: P642.2;V351

总页数: 99

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