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1、2006年第21卷第1期电力学报Vol.21No.12006(总第74期)JOURNALOFELECTRICPOWER(Sum.74)文章编号:1005-6548(2006)01-0028-03沟埋式涵洞垂直土压力计算的探讨付俊英(阳泉市规划设计院,山西阳泉045000)DiscussionofCalculationofVerticalEarthPressureinDitchBuryingCulvertsFUJunying
2、(YangquanPlanningandDesignInstitute,Yangquan045000,China)摘要:通过对矩形断面沟埋式涵洞垂直土压力立在诸多不合理的假设之上的,学者们对其的批判的分析,提出了1种新的计算模型,推导出沟埋式由来已久。例如,在计算垂直土压力时,假设涵洞涵洞垂直土压力的计算公式。该公式反映了沟槽两侧的土体是沿着竖直滑裂面滑移的,不把涵洞的宽度和涵洞两侧填土对涵洞土压力的影响。尺寸作为1个参数放到公式中去,也就不能把开槽关键词:建筑结构;沟埋式涵洞;土压力尺寸作为1个
3、影响因素考虑进去。而实际上,开槽中图分类号:TU432文献标识码:A宽度对垂直土压力的大小有很大的影响。Abstract:Thispaperanalyzestheverticalearth目前,计算沟埋式涵洞顶部垂直压力的公式较pressureofrectangleditchburyingculverts,suggests多,但都存在一定的局限性,尚未形成较为成熟的anewcalculationmodelandderivesacalculationfor理论。故文献[2]中暂不推荐沟埋式涵洞垂直
4、土压mulaofverticalearthpressureinaditchburyingcul力的计算公式,而在工程实践中,希望得到更接近vert,whichreflectsthatthewidthofditchesandthe实际的计算结果。为此本文采用理论分析的方法,fillingearthonbothsidesofculvertsinfluencethe研究开槽宽度对垂直土压力的影响,建立沟埋式涵pressureofculvertearth.洞洞顶垂直土压力的计算模型,给出计算公式。KeyWord
5、s:buildingstructure;ditchburyingcul1传统分析方法vert;earthpressure马斯顿理论假定涵洞顶的垂直土压力随槽内回填土而产生。按照该理论,对沟埋式涵洞,随基涵洞是水利、电力、公路、铁路等工程中常见的槽的回填,沟内回填土要产生沉陷变形,因而与沟1种建筑物,主要的埋置方式是沟埋式和上埋式。槽槽壁间将产生相对位移,槽壁对回填土的向下沉为合理选择涵洞断面,设计时必须先确定作用于涵陷产生向上的摩擦阻力,水平填土层的沉降因受到洞上的各种外荷载。其中,垂直土压力是结构
6、设计中的主要荷载,其大小除与埋深和覆土的特性有关沟边土的限制,变成了弯曲面。沟内填土的一部分外,还与开槽宽度、涵洞与土层的相对刚度等因素重量被这种摩擦力抵消,剩余部分才传给涵洞,即:密切相关,设计计算时,应综合考虑这些因素。涵洞洞顶的垂直土压力为从洞顶至地平之间槽内对于涵洞顶土压力计算,马斯顿等人进行了一土的总重量减去沿槽壁分布的向上的摩擦力。[1]马斯顿理论的计算模型如图1所示。系列的研究,形成了马斯顿土压理论。该理论对垂直土压力计算的描述简明扼要,至今仍作为分析作用于涵洞顶的垂直土压力计算公式为:-2
7、kfH/B2土压力的基础被广泛使用。但该理论的简明是建P=(1-e)B/2kf。(1)收稿日期:2005-09-08修回日期:2005-10-19作者简介:付俊英(1971-),女,山西寿阳人,在读硕士生,工程师,建筑结构。第1期付俊英:沟埋式涵洞垂直土压力计算的探讨29式中:为土的容重;B为沟宽;k为土内的横压系b假定滑裂面位置由角确定(见图2),数,即:水平土压力与垂直土压力之比;f为回填土为填土的内摩擦角。由此得滑裂面
8、的高度为:与槽壁之间的摩擦系数;H为洞顶填土高度。砂土H1=(B-D)/2tan。(2)(干燥)kf取0.192,砂土(湿及饱和)及硬粘土kf式中:B为开槽宽度;D为涵洞宽度。当计算所得取0.265,塑性粘土kf取0.148,流动性粘土kf取的H1大于实际填土高度H时,取H1=H。0.132。c滑裂面下方的土体重量由涵洞外壁、该段槽显然,式(1)中未考虑开槽尺寸与涵洞的相对壁及相应的槽底共同承担,不产生洞顶土压力。
