涵洞土壓力有限元施工分層填筑模擬與試驗研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，地下埋涵廣泛應用于水利、公路、鐵路等工程，占用工程投資相對較多，且工程量大。文獻表明，涵洞在運營中常出現(xiàn)各種病害，其原因主要有兩個：一是垂直土壓力的計算值偏?。欢鞘┕べ|(zhì)量問題。目前垂直土壓力的計算公式很多，但都存在一定的局限性。本文以室內(nèi)試驗為基礎，結(jié)合有限元數(shù)值模擬和理論分析，對上埋式和高填方溝埋式涵洞土壓力的計算進行了系統(tǒng)、深入的研究和分析。本論文所作的研究工作和得出的主要成果如下： (1)本文以剛性地

2、基和砂性填土條件下的剛性箱涵為研究對象，通過模型試驗和數(shù)值模擬計算，研究分析了槽底寬度為2倍洞徑時的不同坡度以及邊坡為直坡時不同槽寬條件下的涵洞土壓力隨填土高度的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，在各種邊界條件下，當填土達到一定高度后，涵洞土壓力隨高度的變化規(guī)律不是線性的，而是非線性變化的。 (2)上埋式涵洞與溝埋式涵洞的土壓力系數(shù)與H/B有關，對于上埋式涵洞，垂直土壓力系數(shù)K<,v>隨著H/B的增加先升后降，且K<,v>大于1，最大值達

3、到1.45；水平土壓力系數(shù)K<,h>要大于按主動土壓力計算的數(shù)值。對于溝埋式涵洞，垂直土壓力系數(shù)K<,v>隨著H/B的增加也是先升后降，在填土達到一定高度后，K<,v>小于1，水平土壓力系數(shù)K<,h>小于按主動土壓力計算的值。 (3)溝埋式涵洞土壓力分布規(guī)律隨著開挖邊坡的變緩、溝槽寬度的增大，垂直及側(cè)向土壓力逐漸增大。 (4)針對現(xiàn)有設計規(guī)范中對溝埋式涵洞頂垂直土壓力計算公式的不足，本論文通過理論分析、數(shù)值模擬計算和室內(nèi)