浅论冲刷对桥墩安全性的影响研究

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1、中南大学硕士学位论文冲刷对桥墩安全性的影响研究姓名：康家涛申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：方理刚20081101摘要冲刷是引起桥梁墩台失稳破坏的主要因素之一，我国早年修建的大部分桥梁一般采用重力式墩、台和明挖浅基础，受冲刷影响情况尤为严重，就冲刷对桥梁墩台安全性和稳定性的影响进行研究具有重要的工程意义。本文以横观各向同性弹性半空间地基模型和水下探测为基础，通过改变冲刷情况和地基参数条件探讨了冲刷对桥墩安全性和稳定性的影响，同时还通过有限元程序对桥墩的冲刷稳定性进行了数值模拟。最后结合对桥墩局部冲刷机理的研究探

2、讨了各种冲刷防护措施并对其优缺点进行了评判，为设计和加固处理提供依据。研究结果显示，桥墩周围的局部冲刷深度与河床土粒径和墩前行近流速有明确的影响关系，影响曲线还显示当平均粒径较小，或墩前行近流速较大时影响尤为强烈；水下探测的结果显示各墩都发生了不同程度的冲刷破坏，以4群墩最为严重；基底冲刷淘空面积对桥墩各检算项目都有明确的影响，且随着冲刷的加剧，墩项弹性水平位移和基底合力偏心矩首先达到容许值，此时各墩的冲刷淘空面积占基底总面积的百分比大致都在20％以内，而有限元分析的结论与此基本一致；冲刷防护的理论和实践都在不断取得进

3、展，而现有各种冲刷防护工程措施都有其特点和适用条件，应依据水流条件、河床条件和水下探测结果选择具体防护措施。关键词：桥墩，水下探测，局部冲刷，冲刷防护ABSTRACTScourisoneofmainfactorscausingdamagetothebridgepiers．ThebridgesbuildedintheearlyyearsgenerallyusegravitypierandshallowspreadfoundationinChina，andthesetypebridgepierswouldbeaffecte

4、dbyscourmoreseriously．So，researchabouttheeffectofscouronthepiers’safetyandstabilityhasimportantengineeringsignificance．Basedonthetransverselyisotropicelastichalf-spacefoundationmodelandtheunderwaterdetectionofscour,theeffectofscouronthepiers’safetyandstabilitywa

5、sstudiedbyconsiderationthevariousofscourandfoundationparameterinthispaper．Additionally,numericalsimulationoftheinfluenceofscouronpiers’stabilitywascarriedoutbyfiniteelementmethod．Finally,allkindsofscourprotectionmeasuresandtheiradvantagesanddisadvantages，whichpr

6、ovidedreferenceforthepiers，treatment，werestudiedonthebasisoftheresearchofpier’Slocalscourmechanics．TheresultsshowedthatthegraindiameterandapproachvelocityofflowhadobviousrelationswithlocalScourdepth，andtheinfluencecurveshowedthatitmademuchmoreinfluencetothelocal

7、scourdepthwhenthegraindiameterwassmallandapproachvelocityofflowwashigh．Underwaterdetectingindicatedthatallthepiershadsuffereddifferentscourdamage，andthe4群pierwasthemostseriously．Therewereclearrelationshipsbetweenscourareaofthefoundationbaseandthepiers’checkitems

8、，theflexibilityhorizontaldisplacementofpier’Stopandtheeccentricdistance，comparedwithothercheckitems，firstlyreachedthemaximumpermissiblevaluewhenalessscourhappened，and