高填方明洞EPS板卸載室內試驗和數值模擬研究.pdf

1、隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略和城市化建設進程的加快，城市建設用地需求增大，土地資源變得越來越珍貴。在建設主要以黃土為主的西部山區(qū)城市和地區(qū)時，為了保證交通綜合樞紐的發(fā)展和城市規(guī)劃需要，不可避免的會進行大量削山填溝，這將會出現越來越多的高回填明洞工程。而目前對高填方結構土壓力及卸載的研究主要是管涵結構為主，對明洞結構土壓力及卸載的研究較少。因此，對高填方明洞的土壓力分布規(guī)律、卸載原理及影響因素進行研究，就顯得更有理論價值和實際意義。
　　本文

2、對高填方明洞EPS板卸載規(guī)律及影響因素進行了系統研究，通過室內模型試驗得出不同特性EPS板卸載的明洞土壓力變化規(guī)律，并結合有限元數值模擬，對 EPS板卸載的機理和影響因素進行分析，主要結論如下：
　?。?）填土高度較低時，隨著填土高度的增加， EPS板的密度越小，洞頂的土壓力卸載率越大。但隨著填土高度的增加，低密度的EPS板迅速硬化，無法繼續(xù)變形，而高密度的EPS板卻仍有變形富余量，可以繼續(xù)變形，持續(xù)發(fā)揮卸載作用。隨著填土高度的增

3、加，EPS板厚度越大，洞頂垂直土壓力越小。但并不是無限制的增加EPS板厚度就對卸載有利。因為只有當EPS板屈服后，其功效才能得到充分體現。因此，應根據填土高度、卸載目標合理選擇EPS板的密度和厚度。
　?。?）有限元計算結果與試驗結果基本吻合。證明了采用有限元數值模擬的方法研究高填方明洞EPS板卸載的可行性和準確性。通過應力云圖可以明顯看出，EPS板卸載后內外土柱形成了明顯的“土拱效應”，將內土柱的土壓力通過土拱傳遞到外土柱及邊坡

4、上，達到卸載的目的。
　?。?）高填方明洞EPS板卸載的影響因素中，土壓力的分布規(guī)律與明洞結構形式息息相關；填料的性質中粘聚力對土壓力幾乎無影響，而內摩擦角的增大會導致洞頂土壓力減??；凈跨方式鋪設EPS板更加合理有效；不同填土高度對應的最佳 EPS板鋪設位置不同，因此，應根據填土高度選擇合適的EPS板鋪設位置；在一定范圍內，明洞地基剛度的減小和側填土壓縮模量的增大都會導致洞頂土壓力系數減小，所以，適當的減小明洞地基剛度和增大側填土