沟埋涵洞土拱效应及涵顶垂直土压力研究

采用细观颗粒流软件PFC^2D对沟埋涵洞上方填土内土拱效应及涵顶垂直土压力进行研究。结果表明:涵洞上方填土越高,土拱效应越明显;沟槽越宽,土拱效应越弱。土拱形态为上凸形,拱脚位于两侧沟壁上,可以根据填土内竖向位移等值线是否出现椭圆形来判断填土内是否产生明显土拱效应。沟槽宽度大于7倍涵洞宽度时,涵顶垂直土压力可按上埋式涵洞土压力的方法进行计算。涵顶土压力系数随着填土高度的增加呈先增后减的变化趋势。当填土高度达到初始等沉面高度时,土压力系数达到最大值。等沉面高度随着填土高度的增加而下降,随着沟槽宽度的增加而上升。并在此基础上得出了考虑土拱效应的涵顶垂直土压力计算判别准则及计算方法。     

沟埋式涵洞非线性土压力试验研究与数值模拟

现行公路桥涵设计通用规范中线性土压力理论未能准确反映沟埋式涵洞涵顶垂直土压力变化规律,土压力计算结果与实际情况存在差异,导致涵洞在施工或使用过程中出现不同程度的病害。结合现场试验和数值模拟研究了沟埋式涵洞垂直土压力的变化规律,以及涵顶填土内部的土拱效应,分析了涵顶平面土压力及不均匀沉降的分布规律。研究结果表明,并非所有沟埋式涵洞涵顶垂直土压力都小于按线性土压力理论计算结果,它与填土高度、沟谷宽度、沟谷坡角、涵洞几何尺寸、填料性质及地基刚度等因素有关,涵顶垂直土压力随各影响因素呈非线性变化。填土达到一定高度后,涵顶填土内部产生土拱效应,该效应能够缓解涵顶应力集中现象,但其具有不稳定性。沟埋式涵洞的设计与施工应综合考虑各因素对涵洞受力状态的影响。     

上埋式涵洞顶部垂直土压力计算方法探讨

根据上埋式涵洞顶部垂直土压力的受力特点,涵洞上覆土体采用完全损伤土的应力应变关系--结构性粘土的弹塑性损伤模型,地基采用线弹性模型,利用力的变形协调条件和力的平衡条件对上埋式涵洞顶部土压力的计算方法进行探讨,提出了考虑土的应力损伤和扰动损伤的垂直土压力计算公式.结果可用于指导工程实践.     

填埋式涵洞上覆土压力的有限元分析

针对目前路基和堤坝工程中对填埋式涵洞竖向土压力计算不够准确、不能正确地进行涵洞结构设计的情况,采用有限单元法对填埋式涵洞的土压力进行了分析。结果表明,随着涵洞上覆填土厚度的增大,其顶部垂直土压力与其相应上覆土柱压力的比值即垂直土压力系数在逐渐增大,并趋于一个稳定值;涵洞两侧填土不均匀时,不均匀变形造成垂直土压力增大;基于不同压实填土层实测压缩模量换算确定的变形模量作为理想弹塑性模型参数,得到的垂直土压力系数计算值与实测值吻和较好。由于填土与涵洞存在竖向沉降差,垂直土压力系数在1.2～1.35变化。     

高填土涵洞(管)采用EPS板减荷的试验研究

针对高填土涵洞,对涵顶与涵侧同时铺设柔性材料EPS板的减荷效果进行了多种情况的试验对比,结果表明,这种措施不仅对减小洞顶和洞侧的土压力效果十分显著,同时还可解决涵洞在填土中引起的路面沉降不均,改善涵洞纵向垂直土压力与沉降的分布不均。根据本文公式计算结果、有限元计算结果与原型实测土压力值的比较,三者较为接近。本文成果可供各种上埋式构筑物工程设计参照,并可作为各部门有关的设计规范、设计规程与设计手册修订依据。     

软土地基涵洞两侧填土对洞身基底应力影响分析

介绍了现有沟埋式涵洞顶部土压力理论计算方法,并探讨了软土地基中考虑涵洞洞身两侧回填土体影响后的基底应力计算方法,指出沟埋式涵洞设计过程中应充分考虑涵洞两侧回填土体附加应力对基底应力的影响。     

开槽施工钢筋混凝土管道的临界沟槽宽度

沟槽管的沟槽宽度达到临界沟槽宽度时,沟槽管的竖向土压力公式将不再适用,此时的荷载称为“临界荷载”,临界荷载将采用填埋管竖向土压力公式进行计算。欲求解临界沟槽宽度,可假设沟槽管的覆土荷载等于临界荷载,用填埋管竖向土压力公式进行计算,将计算结果带入沟槽管竖向土压力公式,计算临界沟槽宽度。     

填埋式管道垂直土压力的计算

采用沟谷影响系数和管顶平面上的沉降差,综合反映各方面因素对土压力的影响,提出了填埋式管道垂直土压力的计算公式,并与现有公式和试验资料作了比较。分析和验证结果表明,本文公式适用于包括上埋式和沟埋式在内的填埋式管道土压力计算的一般情况。     

沟埋式涵洞垂直土压力计算方法的探讨

应用直线滑移面模型,对三种情况下涵洞垂直土压力的计算方法进行了分析介绍,并对计算结果进行了分析,提出了土体加在涵洞上的土压力规律,为涵洞的结构设计提供了理论依据。     

EPS板卸载的高填黄土明洞模型试验和数值模拟分析

为研究EPS板的卸载效果及机制,通过室内模型试验,探讨了不同密度、厚度EPS板卸载的沟槽式高填黄土明洞垂直土压力、土体位移变化规律。结果表明:在明洞顶一定高度范围内铺设EPS板可改变土体的相对沉降方向,引起土体应力重分布,促使土拱效应的形成,从而减小明洞洞顶垂直土压力;EPS板密度越小,厚度越大,对明洞洞顶垂直土压力的卸载越明显。同时,铺设EPS板使明洞洞顶同一平面垂直土压力分布随距明洞中轴线距离的增大呈减小→增大→减小的趋势,在0.7和1.3倍明洞宽度处出现转折点。最后,通过数值模拟和模型试验的对比,验证了试验结果的准确性,以及数值模拟所选参数的合理性,并进一步形象描绘了土拱效应的应力集中形态,揭示了EPS板的卸载机制。研究成果可为沟槽式高填黄土明洞EPS板卸载措施的设计和施工提供参考。     

钢波纹管涵洞受力与变形特性模拟试验研究

通过室内模拟试验,选取钢波纹管涵洞中间断面,在特征点布设应变片、土压力盒及变形测量仪器,对钢波纹管涵洞的力学特性、管周土压力及涵管变形规律进行了研究,分析了应变与应力、管周土压力及涵管变形的变化规律。研究结果表明：钢波纹管内、外部波峰与波谷环向拉、压变化规律一致;在最高填土高度为18.0 m时,内部涵顶测点1位置环向拉、压应变与应力值最大为1146,-930 με与308,-243 MPa;涵顶竖向土压力最大值为551 kPa;变形量最大为13 mm;在高填土情况下以涵顶土压力值作为涵洞设计的设计参数。     

高填方涵洞土体压力分析

从高填方涵洞的设计出发,对当前高填方涵洞的土压力计算理论——马斯顿法与普氏压力理论作了分析研究,并探讨了高填方涵洞土压力的减载及调整方法,以期采用合适的计算理论与土压力控制方法,建造安全、经济的涵洞结构。     

拱涵位移和垂直土压力的数值模拟

通过数值模拟,对高填方拱涵的土压力和位移进行了数值分析,确定了高填方拱涵的土压力分布规律和位移规律,指出涵顶土压力呈非线性分布特征,不同于现行《公路桥涵设计通用规范》中的土压力线性分布假定。     

松软土地区高速铁路路涵过渡段动静态试验研究

为评价松软土地区高速铁路路涵过渡段采用倒梯形级配碎石并掺水泥处理方法的适宜性,采用弦式和电阻式土压力计测试过渡段在施工期及联调联试期CFG桩顶和桩间静土压力、基床底层表面及该位置以下50cm处的动土压力变化特征。结果表明:离涵洞中心不同位置的桩顶和桩间土压力,随施工荷载的变化而变化,且桩顶土压力对加载变化更加敏感;过渡段的动应力在纵向上表现为"W"形,其最大值出现在距涵洞中心10m位置处。     

管幕箱涵顶进施工中迎面土压力研究

管幕法是在始发井与接受井之间,利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管或其他材质的圆管,钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间,在此空间内采用开挖或箱涵顶进方案修建地下建筑物的一种新型暗挖技术。管幕箱涵顶进工法是管幕法与箱涵法的结合。上海市中环线虹许路—北虹路地下立交隧道工程是世界上首次在软土地区采用不加固软土方法进行管幕箱涵顶进施工的工程,由于该工程采用常规方法监测箱涵顶进前端迎面土压力非常困难,所以笔者将静力触探探头进行改装,水平固定于网格前端实测端阻力,并采用经典球孔扩张理论推导换算公式,用以计算迎面土压力。通过实测和计算分析,得到迎面土压力在箱涵侧壁和中隔墙附近较大,平均值接近被动土压力等规律。     

沟埋式管道垂直土压力的有限元模拟及分析

利用大型有限元软件ANSYS考虑管土的相互作用,对刚性地基情况下,矩形沟埋式管道进行施工过程模拟,分析其计算结果,讨论了开槽宽度及管土相对刚度对管顶垂直土压力的影响。     

高填路段开裂拱涵补强加固技术

结合呼集高速公路高填路段某开裂拱涵的具体情况，初步分析了拱涵纵向开裂的原因，介绍了多种开裂拱涵补强加固技术，为以后类似情况提供参考。     

高填方双管涵洞减荷试验研究

为解决高填方涵洞受力过大的问题,在一双管涵洞上铺设不同密度、不同厚度的单层或双层可发性聚苯乙烯板(EPS板)进行减荷试验,并与未减荷段进行对比,结果表明:涵顶铺设EPS板可以大大减小涵洞受力,涵顶竖向土压力仅为未减荷段的1/3、土柱压力的1/2;同时,EPS板铺设越厚,减荷效果越好,但其效果随板厚的增大而递减,双层叠加...