涵洞土壓力有限元施工分層填筑模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，地下埋涵廣泛應(yīng)用于水利、公路、鐵路等工程，占用工程投資相對(duì)較多，且工程量大。文獻(xiàn)表明，涵洞在運(yùn)營中常出現(xiàn)各種病害，其原因主要有兩個(gè)：一是垂直土壓力的計(jì)算值偏??；二是施工質(zhì)量問題。目前垂直土壓力的計(jì)算公式很多，但都存在一定的局限性。本文以室內(nèi)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合有限元數(shù)值模擬和理論分析，對(duì)上埋式和高填方溝埋式涵洞土壓力的計(jì)算進(jìn)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(duì)象，通過模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算，研究分析了槽底寬度為2倍洞徑時(shí)的不同坡度以及邊坡為直坡時(shí)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(dāng)填土達(dá)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(guān)，對(duì)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(dá)

3、到1.45；水平土壓力系數(shù)K<,h>要大于按主動(dòng)土壓力計(jì)算的數(shù)值。對(duì)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(dá)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(dòng)土壓力計(jì)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(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)溝埋式涵洞頂垂直土壓力計(jì)算公式的不足，本論文通過理論分析、數(shù)值模擬計(jì)算和室內(nèi)