一种地裂缝危害模拟方法

摘要

本发明公开了一种地裂缝活动对高铁路基危害的分析方法及装置，属于地质灾害分析领域。所述方法包括：模拟土工格栅的膜效应，鉴定所述土工格栅和周边碎石之间的强度关系；判断砼板和周边土体之间的张开和挤压，并确定其强度大小；模拟所述砼板下部的CFG桩和桩间土分别承担上部荷载的大小。本发明通过考虑轨道、基床、土工格栅和CFG复合地基等材料的不同，基于Flac3D的数值模拟计算不同材料所对应的模型，提高了模拟地裂缝活动对高铁路基危害的精确度，并考虑了地裂缝活动所遇到的砼板底部脱空等难题。

主权项

一种地裂缝危害模拟方法，所述地裂缝是指强烈地震时因地下断层错动使岩层发生位移或错动，并在地面上形成断裂，其走向和地下断裂带一致，该地裂缝具有一定张开量并且缝隙中充填有多种颗粒；其特征在于，所述方法通过对轨道、路堤基床、砼板、土工格栅和CFG桩复合地基的材料上的不同进行Flac3D的数值模拟计算，模拟地裂缝活动，主要包括如下步骤：S101：鉴定土工格栅和周边碎石之间的强度关系；S102：判断砼板和周边土体之间的张开和挤压，并确定其强度大小；S103：模拟所述砼板下部的CFG桩和桩间土分别承担上部荷载的大小；在所述步骤S101中：a)设置土工格栅，该土工格栅只承受拉力、不存在弯矩；b)模拟土工格栅的膜效应，以鉴定所述土工格栅和周边碎石之间的强度关系；在所述步骤S102中：a)在路基和路堤基床之间设置砼板；b)在砼板和周围土体之间添设一用以模拟土体和砼板之间张开和挤压的接触单元；c)通过模拟砼板和周边土体之间的力学参数，以判断砼板和周边土体之间的张开和挤压，并确定其强度大小；其中，在所述步骤S101中使用了土工格栅模拟模块；在所述步骤S102中使用了砼板模拟模块；在所述步骤S103中使用了CFG桩模拟模块；其中：所述土工格栅采用柔性土工织物材料，土工格栅在路堤基床中起加筋作用，提高碎石的承载力和稳定性；所述砼板与下部路基柔性接触，能保证在下部变形较大的情况下，砼板受力较小；所述CFG桩为柔性桩，设置在路基的最下部，起路基加固的作用；所述CFG桩和土工格栅共同提高路基的承载力和稳定性；所述接触单元为Flac3D模拟的接触面，所述接触单元没有厚度，用于模拟粘结界面、粘结滑移及库仑滑动。