基于高填路堤下涵洞垂直土压力性状试验研究

《基于高填路堤下涵洞垂直土压力性状试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、长安大学硕士学位论文高填路堤下涵洞垂直土压力性状试验研究姓名：张姝为申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：谢永利20011201内容提要本文依托广州市北二环高速公路高填土路堤下涵洞的实体工程，通过现场布设测试元件测试，研究了其涵顶土压力的分布与变化特征。借助MARC软件，采用了弹塑性本构模型，对高填涵洞的士压力分布与沉降特征进行了非线性有限元计算，并与现场实测结果进行对比分析，研究结果对高填路堤下涵洞结构的设计和施工很有指导作用。在此基础上，提出了减少高填路堤下涵洞结构物上垂直土压力的有效措施。

2、关键词：高填土路堤涵洞土压力计算模型有限元非线性分析弹塑性模型减荷措施AbstractBasedontheConctt：teengineeringoftheculvertundertheembankmentofthehigh-stackedsoilinnorthsecondringhighwayofGuangZhoucity,thepaperresearchesthesoilpressuredistributionandchangecharacteristicthroughon—the-spotar

3、rangementofthetestcomponent．Thepaperalsoadoptselastic—plasticconstitutivemodelandanalyzesthesoilpressuredistributionandsettlementperformancewiththeaidofMarcprogram．andcontrastswiththetestresultsonthespot，theresearchresultshaveinstructivefunctiontothede

4、signandconstructionoftheculvert．Onthebasisofthis，thepaperputsforwardtheeffectiveme8sureofreducingtheverticalsoilpressureontheculvert．Keywords：Embankmentofthehigll一stackedsoil，Soilpressureontheculvert，Finiteelementmethod，Measureofreducingload长安大学硕士掌位论文第

5、一章绪论随着我国公路建设投资的不断加大和公路等级的明显提高，公路中的涵洞结构物所占比重也越来越大，从已建成的高等级公路调查来看，涵洞结构物大约平均3座／公里。为了确保涵洞结构物的安全使用，涵洞结构物合理设计的关键，一方面是要准确地确定作用于涵洞上的土压力，另一方面则是对涵洞结构物的基处理选择合理的处理手段。目前已有的涵洞结构物设计和施工规范及标准，存在着较为严重的缺陷，导致一方面由于设计过分保守而造成浪费，另一方面则由于对作用于涵洞上土压力计算偏小而使结构物纵向丌裂和破坏。其结果严重影响了行车的安全

6、与舒适及社会对现行公路的总体评价。一些现场的调查资料结果表明，运营中的涵洞约63．5％出现裂缝，其中70％是纵向开裂，而涵洞顶填土愈高，涵洞凸出地面的高度愈大，涵洞跨度越大．则开裂的比例越大。在实际工程中，往往还会出现一些常规不易解释的现象，如对涵洞地基处理的越好，涵洞开裂的反而越多，即地基承载力越高，变形越小，开裂的越多；对于在软土上修筑涵洞地基，若用桩基础处理，涵洞几乎均出现裂缝甚至破坏而导致不能正常使用；对涵洞的侧向填土压实不够，涵洞开裂的比例也较大。这些现象均说明，我国公路涵洞设计和施工中，

7、从设计理论到施工工艺尚存在一定的问题或缺陷，其主要原因是对作用于结构物上土压力的计算不合理及地基处理不当而造成的。长安大掌硕士掌位论文1．1研究现状最早对涵洞土压力理论的研究，是以谷仓理论为基础的。1895年杨森(H．A．Janssen)对谷仓侧壁的水平压力及谷粒间的摩擦力进行了研究，并测得谷仓内部的垂直压力与水平压力之比为一定值，且以此计算地板反力。而后，朗拜尔(Lanbel)、卡柯(Karker)和比松(Pessen)又继谷仓压力的观点，从各自的假定条件出发，提出了不同的填埋式结构物土压力计算方

8、法。本世纪初，美国土木工程学会主席马斯顿(A．marston)教授，针对填埋式管道和槽壁间的胸腔不易夯实的特点，根据散体极限平衡理论，导出了填埋式管道垂直土压力的计算公式。马斯顿理论是在一定的试验研究基础上建立的，概念上能比较正确地反映填埋式结构物的受力特点，但由于影响土压力的因素复杂多变，故在理论和试验方面，尚还显得不足。然而，他提出的基本观点为后来的许多学者所接受，并在此基础上给予修正或补充。近半个世纪以来，国内外许多学者对填埋式地下结构物垂直土压力课题仍在进行不