涵洞變形對(duì)土壓力影響的研究.pdf

1、涵洞工程廣泛應(yīng)用于水利、公路、鐵路、能源、冶金和市政等領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和大型水利工程的興建，涵洞建設(shè)的數(shù)量日益增多，其所占工程數(shù)量和工程造價(jià)的比重都在不斷增大。目前涵洞土壓力的計(jì)算方法尚未完全考慮各種影響因素，很多計(jì)算理論僅僅注重于土體對(duì)涵洞作用的數(shù)值計(jì)算，而忽略了涵洞結(jié)構(gòu)本身的變形對(duì)土壓力大小和分布的影響。正確把握涵洞變形的規(guī)律，把涵洞本身和周圍土體視為一個(gè)統(tǒng)一的體系進(jìn)行研究，對(duì)于完善設(shè)計(jì)理論、指導(dǎo)工程施工以及探究涵洞減載方法

2、具有重要的理論意義和實(shí)際意義。
　　 本文利用ANSYS有限元數(shù)值模擬技術(shù)，通過與剛性涵洞的對(duì)比分析，詳細(xì)研究涵洞變形對(duì)土壓力的影響。主要成果與結(jié)論如下:
　　 (1)上埋式圓涵的等沉面高度隨涵洞變形的增大而減小。與剛性圓涵相比，管土相對(duì)剛度系數(shù)為0.8、0.28、0.05的涵洞，等沉面高度比HC/D分別減小了約5％、15％和22％。
　　 (2)上埋式圓涵變形對(duì)項(xiàng)部垂直土壓力的分布影響較大。管土相對(duì)剛度系數(shù)大于

3、0.28時(shí)，土壓力呈中間大、兩邊小的倒“V”字形分布，土壓力系數(shù)K在不同填土高度時(shí)均大于1;管土相對(duì)剛度系數(shù)等于0.28時(shí)為過渡狀態(tài)，垂直土壓力近似為“一”字形分布，垂直土壓力系數(shù)K在不同填土高度時(shí)均近似等于1;管土相對(duì)剛度系數(shù)小于0.28時(shí)，土壓力呈中間小、兩邊大的正“V”字形分布，垂直土壓力系數(shù)K在不同填土高度時(shí)均小于1。垂直土壓力系數(shù)隨著涵洞變形的增大而減小，與剛性涵洞相比，管土相對(duì)剛度系數(shù)為0.28的涵洞，垂直土壓力系數(shù)減小了約

4、35％，管土相對(duì)剛度系數(shù)為0.05的涵洞;垂直土壓力系數(shù)減小了約43％。
　　 (3)上埋式箱涵的等沉面高度隨涵洞變形的增大而減小。與剛性涵洞相比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30的涵洞，等沉面高度比HC/D減小了約9％。
　　 (4)上埋式箱涵變形對(duì)頂部垂直土壓力的分布影響不大，垂直土壓力均呈兩邊大、中間小的正“M”字形分布。項(xiàng)板中軸處的土壓力隨涵洞變形的增大而減小，端點(diǎn)處的土壓力隨涵洞變形的增大而增大。垂直土壓力系數(shù)K隨涵洞變