涵洞類地埋結(jié)構(gòu)物作用性狀與減荷優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、近年來，高速公路建設(shè)中，高填方路堤下設(shè)置涵洞工程的情況越來越多，然而對涵洞的設(shè)計與計算理論至今仍不完善，導致計算結(jié)果和實際相差較大，引起涵洞病害不斷發(fā)生，涵洞施工過程中由于施工工藝不當?shù)葘е潞唇Y(jié)構(gòu)體尚未運營而人為破壞的實體工程亦很多，嚴重影響到了高速公路的正常運營和人們對高等級公路的綜合評價。因此，系統(tǒng)開展涵洞的涵土作用機理和設(shè)計理論、施工方法等研究非常必需。 論文針對山區(qū)高填方路堤涵洞結(jié)構(gòu)特征，基于大量的實體工程調(diào)查分析，結(jié)

2、合依托工程大規(guī)模的原位實測，通過有限元仿真計算與室內(nèi)土性參數(shù)試驗和土工離心模型試驗模擬分析，對山區(qū)高填路堤涵洞應用中的病害特征，受力性狀、變形特性、減荷性狀等進行了系統(tǒng)深入的研究，主要取得以下6個方面的進展。 1.揭示了高填方路堤涵洞的荷載變化規(guī)律。全面闡述了高填路堤涵洞涵底、涵側(cè)、涵頂、減荷材料上以及涵頂以上土體中的荷載變化規(guī)律，借用優(yōu)良的測試手段跟蹤研究了EPS減荷材料隨填高增大而變化的減荷性能，并通過多工況對比對減荷措施進

3、行了效果評價。 2.總結(jié)了高填方路堤涵洞的病害特征。基于西北地區(qū)大量的實體工程調(diào)查分析，結(jié)合依托工程大規(guī)模的原位實測，分析總結(jié)了高填土路堤涵洞的病害發(fā)生頻率、病害分布特征及病害影響程度，并提出了相應的病害處治對策。 3.完成了涵-土變形性狀與受力特性的土工離心模型試驗。借助自主開發(fā)的土工離心試驗夯土壓實工具、土體內(nèi)部位移測試和數(shù)據(jù)與圖片處理方法，首次應用土工離心機對涵土受力變形性狀進行了動態(tài)分析，提出了運用土壓力集中系數(shù)

4、K值進行涵-土-地基相互協(xié)調(diào)作用的分析思路；闡述了涵底及涵底以下、涵頂及涵頂以上各土體隨填土高度變化由荷載轉(zhuǎn)化為受體的過程。 4.開展了EPS泡沫減荷材料的物理力學性能研究。通過室內(nèi)壓縮試驗和靜三軸試驗，結(jié)合工程實際對多種密度EPS材料在有、無側(cè)限影響下的應力應變、蠕變及壓縮性能開展了試驗研究。 5.進行了涵洞結(jié)構(gòu)數(shù)值分析。采用有限元方法分別對常用幾何尺寸不同填土高度下的拱涵、圓管涵、蓋板涵和箱涵進行建模計算，分析了不同