地裂縫作用下橋梁與房屋基礎(chǔ)災變機理模型試驗研究.pdf

1、地裂縫作為一種特殊的城市地質(zhì)災害，廣泛的分布在汾渭盆地上，特別是上世紀八十年代改革開放以來，隨著人類活動的加劇，對地下水的過量開采，地裂縫的活動也變得活躍起來，地裂縫所經(jīng)之處的建筑物無一幸免地遭到破壞。由于地裂縫活動對建筑物破壞的不可避免性和長期累積性，地裂縫對建筑物的破壞已經(jīng)引起了學術(shù)界和工程界廣大專家學者的高度關(guān)注，并取得了豐富的研究成果。本文以汾渭盆地為研究背景，以國家自然科學基金重點項目(40534021)汾渭盆地地裂縫成因機理

2、與大陸動力學、國家自然科學基金面上項目(40772183)地裂縫活動環(huán)境下的地層——地鐵隧道相互作用研究和國土資源大調(diào)查項目(1212010641403)汾渭地區(qū)地裂縫地面沉降綜合研究為依托，采用現(xiàn)場調(diào)查、大型物理模擬試驗及數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對地裂縫造成各種建筑物的破壞模式、破壞過程等進行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了預警方法和防治措施。本文主要研究工作和成果如下：
　　 (1)通過現(xiàn)場調(diào)查的方法，總結(jié)歸納了地裂縫活動環(huán)境下各種

3、建筑物的破壞特征，包括道路、橋梁、地下管道和房屋等。
　　 (2)通過大型物理模型試驗，揭示了不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁與地裂縫在不同位置相交時，隨地裂縫活動時的應力應變規(guī)律及變形破壞機制，為地裂縫地區(qū)修建橋梁提供了參考。
　　 (3)通過數(shù)值模擬分析，揭示了正斷層、逆斷層及平移斷層等不同形式斷層形成的地裂縫對橋梁的應力變化規(guī)律及破壞模式。指出由于地裂縫形成的原因不同，對橋梁的作用不同，因而造成了不同的破壞模式，設計時應區(qū)別對待

4、，這樣才能采取更加合理的防治措施。
　　 (4)通過大型物理模擬試驗和數(shù)值分析，揭示了各種建筑物的基礎(chǔ)形式在地裂縫活動環(huán)境下的響應。指出樁筏基礎(chǔ)的樁雖然對土體起到了加固作用，但同時也對筏板產(chǎn)生了拉力，使得筏板在與樁接觸的部位發(fā)生拉張破壞，對抵抗地裂縫活動的作用并不顯著，反而起到了不利的影響；通過對筏板基礎(chǔ)的應力應變曲線分析得出了筏板基礎(chǔ)在地裂縫環(huán)境影響下的受力模式；通過對同一基礎(chǔ)與地裂縫在不同位置相交得出地裂縫相交位置對基礎(chǔ)破壞

5、過程的影響；通過對不同基礎(chǔ)形式的對比得出地裂縫影響范圍內(nèi)應采取整體性好的基礎(chǔ)形式，避免采取條基等整體性差的基礎(chǔ)。
　　 (5)通過對基礎(chǔ)模型破壞過程和破壞現(xiàn)象的分析，指出雖然不同基礎(chǔ)表現(xiàn)出不同的塑性變形能力，但最終無一幸免全部遭到破壞，進一步驗證了地裂縫對建筑物破壞的不可避免性。
　　 (6)通過對同一基礎(chǔ)形式不同剛度和強度的對比說明，單純依靠增加基礎(chǔ)的強度和剛度來抵抗地裂縫對建筑物的破壞是不經(jīng)濟的，效果也是不明顯的。<

6、br>　　 (7)在前期調(diào)查、物理試驗及數(shù)值分析的基礎(chǔ)上指出了橋梁、房屋、道路、地下管道等各種建（構(gòu)）筑物在地裂縫活動環(huán)境下破壞的力學模式。
　　 (8)根據(jù)地裂縫對建筑物的破壞模式，提出了在地裂縫環(huán)境影響下的兩種預警方法，根據(jù)預警信號做好處理措施。
　　 (9)通過對地裂縫活動環(huán)境下各種建筑物破壞模式的研究，提出了建筑物抵抗地裂縫應從兩方面做起：即從結(jié)構(gòu)上采取應對措施和對地基進行處理。對地裂縫帶上修建建筑物提供了參考