高路堤分層填筑作用下涵洞拱頂豎向土壓力研究.pdf

1、隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的推進(jìn)，填土高度在20m以上的高路堤及與之相應(yīng)的高路堤涵洞越來越多，但由于這些高路堤涵洞缺乏合理的豎向土壓力計(jì)算理論和方法，使部分涵洞在施工或運(yùn)營過程中出現(xiàn)了不同程度的損害，大大增加了養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用；與此同時(shí)，有的高路堤涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則過分保守而導(dǎo)致工程造價(jià)的浪費(fèi)。因此，高路堤涵洞設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和安全性問題正日益突出。 基于高路堤涵洞拱頂豎向土壓力計(jì)算理論和方法的不合理性，本論文依托重慶市重點(diǎn)工程金渝大道高路堤涵洞項(xiàng)

2、目，通過布設(shè)測試元件進(jìn)行現(xiàn)場測試、各種豎向土壓力理論對比計(jì)算以及數(shù)值模擬分析等方法，研究了涵頂豎向土壓力的分布與變化特征。研究結(jié)果對高路堤涵洞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工具有重要指導(dǎo)意義。并在此基礎(chǔ)上，提出了減少高路堤下涵洞拱頂豎向土壓力的有效措施。 所做研究工作和得出的成果如下： (1) 研究了高路堤涵洞的豎向土壓力變化規(guī)律。通過現(xiàn)場測試和數(shù)值模擬分析表明，當(dāng)填土高度達(dá)到一定值時(shí)，涵頂豎向土壓力明顯小于理論值γH，涵頂豎向土壓力與

3、填土高度呈非線性關(guān)系。 (2) 研究了高路堤涵洞的豎向土壓力計(jì)算方法。通過線性回歸分析和各種豎向土壓力理論對比計(jì)算，指出非線性土壓力公式( )計(jì)算土壓力更接近現(xiàn)場實(shí)測值，進(jìn)行涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)合理又安全可靠，是目前較合理的涵洞豎向土壓力計(jì)算方法。 (3) 研究了高路堤涵洞上方的拱效應(yīng)。通過現(xiàn)場測試和數(shù)值模擬分析表明，當(dāng)填土達(dá)到一定的高度后，高路堤涵洞將在其上部形成“土拱”，該“土拱”具有不穩(wěn)定的特征，填土增高過程仍有部分