论文摘要
河北隆尧地裂缝的发育,造成跨地裂缝建筑物的严重破坏,并已危及到当地居民日常生产与生活。因此,探究地裂缝活动下其上覆建筑物的变形破坏特征,对建筑物灾害治理及工程建设中的灾害设防具有重要意义。本文在前人研究成果的基础上,结合野外进一步调查,分析了隆尧地裂缝对建筑物的破坏形式、破坏特征与破坏机理,概化了区内跨地裂缝建筑物破坏模式,总结了地裂缝活动对建筑物的主要影响因素,并结合数值模拟计算,探究地裂缝斜角度穿越建筑物时的墙体变形破坏响应,以及不同基础形式下上部结构的抗裂能力。研究取得以下主要认识与结论:1、隆尧地裂缝带的地表延伸长度已扩展到35km,根据出露及走向情况可分为三个段落。其中,西段长约11.5km,整体近东西向连续展布,且具有左旋走滑的特征。地裂缝在地表最大开裂宽度约20cm,最大垂直错距约30cm,最大左旋走滑位移达10cm;中段整体上分为南北两条地裂缝,北部裂缝长约1.2km,走向北东80°,南部地裂缝长约11.8km,走向由近东西向折为北东60°。地裂缝在地表最大开裂宽度约15cm,最大垂直错距约20cm,最大左旋走滑位移达8cm;东段长约11.5km,呈北东60°走向断续展布,并具有正断右旋走滑的运动特征。地裂缝在地表最大开裂宽度约30cm,垂直错动不明显,最大走滑位移达6cm。剖面上,探槽揭露出地裂缝具有“多分支、多期次”的特点,且具有同沉积破裂活动属性,反映出断层活动、沉积作用与裂缝活动具有统一的构造背景,受统一构造应力场控制。2、隆尧地裂缝具有典型的“三向”运动特征。其中,以垂直错动位移为最大,水平拉张次之、水平扭动最弱,三者的比值大约为:1:0.26:0.15。此外,地裂缝的活动特征具有明显的分段性。总体来看,西段活动最强,中段次之、东段最弱。其中,西段地裂缝的垂直位错速率约4.5cm/a,水平张拉速率约1.2cm/a,左旋走滑速率约0.6cm/a;中段地裂缝的垂直位错速率约3.5cm/a,水平张拉速率约0.9cm/a,左旋走滑速率约0.5cm/a;东段地裂缝活动较弱且断续分布,仅偶尔可见串珠状展布的塌陷坑,不易推算其活动速率。3、在地裂缝的“三向”运动影响下,横跨裂缝的上部建筑物墙体以“弯、剪、扭”的组合受力形式为主,这种受力模式使得房屋建筑发生不同形式的开裂及“翘曲”变形。4、地裂缝活动带对建筑物破坏特征的主要影响因素包括:地裂缝活动方式与强度、裂缝带影响范围、带内岩土体物理力学性质以及建筑物与地裂缝的位置交切关系等因素。其中,地裂缝活动方式与强度是造成建筑物破坏的主动力因素;裂缝带影响范围是影响建筑物破坏程度的重要因素;裂缝带内土体物理力学性质是加剧建筑物破坏的影响因素;与地裂缝的位置交切关系是影响建筑物破坏形式的直接因素。5、数值模拟结果表明:隆尧地裂缝穿越房屋基础时,墙体的变形破坏起始于墙体与下部裂缝相交位置处,并以斜裂缝的方式向上递进扩展,其倾向与地裂缝倾向相反。总体来看,当地裂缝穿越房屋时,房屋“前、后”墙体的破坏方式与破坏范围有着明显的差异。相比于前墙的变形破坏,后墙表现出一定的滞后性,且随着裂缝走向与房屋交切角的增大,这种滞后效应逐渐减弱。此外,除了主墙(前、后墙)明显的变形破坏以外,其侧墙墙趾处也出现相应的塑性应变区,且随着裂缝走向与房屋交切角的增大,侧墙的塑性区逐渐减小。相比于筏板基础,条形基础的建筑物破坏更加严重,因此对横跨地裂缝的建筑物来说,采用筏板基础要更加合理。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 万阳
导师: 马润勇
关键词: 地裂缝,运动特征,墙体,基础形式,数值模拟,破坏方式,变形特征
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,建筑科学与工程
单位: 长安大学
基金: 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心项目:典型构造地裂缝扩展过程和破坏方式调查.2017.6~2017.12
分类号: P642.2;TU746
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