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。     

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。     

图珲公路高填方涵洞竖向荷载分布试验研究

为了研究高填方涵洞顶部土压力随填土高度变化的规律以及拱效应,依据相似原理设计了宽坦沟谷沟心设涵边界条件的涵洞室内模型试验,测得不同填土高的涵洞顶部土压力和涵台外侧土压力;选取图们—珲春高速公路桩号为RK392+640处高填方涵洞作为试验涵洞,在涵顶埋设土压力盒测量不同填土高度的涵顶竖向土压力;按照《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》计算土压力,比较并分析计算值与实测值的误差。结果表明,涵顶土压力随着填土的增加而增加,当填土达到一定高度后,高填方涵洞上方将产生拱效应,由于涵顶路基填料的特点,拱效应具有不稳定性,从而使土压力的增加幅度变小,涵顶土压力也随填土高度呈现非线性规律变化。     

深埋盖板涵路基填土应力场分布特征试验研究EI北大核心CSCD

依据现场试验及数值模拟,研究高填方盖板涵及其周围填土的应力场分布特征。结果表明:涵顶各点土压力与填土自重近似线性相关,线性系数与盖板涵的宽高比呈单峰曲线关系,据此建立了涵顶中点压力经验公式,计算精度较规范法有较大的改进;涵洞顶部有应力集中效应,涵顶平面上的土压力呈M状分布,非均匀分布的范围约为1.5倍的涵顶宽度,涵洞对其上方1.5倍涵身高度内填土的土压力分布有影响,影响范围的剖面形状为倒梯形;依据涵洞两侧及上方填土体中的土压力分布特征提出了降低涵顶压力可采取的不等强压实的范围;盖板涵两侧墙上各点水平压力均小于静止土压力,据此设计盖板涵是偏于安全的。     

高填路基盖板涵外界面受力状态形成机制研究

依据原位试验和数值模拟研究高填路基盖板涵外界面受力状态形成机制。结果表明:涵洞顶面压力大于上覆填土自重,呈非均匀分布形式,涵洞侧墙顶相对于顶板中部承受更大的压力,侧墙主要承担了来自两侧填土的附加压力;涵洞侧墙外水平压力远小于按土柱高度换算的静止土压力,涵洞地基的不均一地质条件导致涵洞单侧承受相对较大的水平力;涵土差异沉降导致涵洞体承担了大于上覆填土自重的压力,基底的不均匀沉降引起涵顶压力向一侧集中,侧墙外压力和基底压力非对称分布。实测涵顶压力约为填土自重应力的1.56~3.02倍,使用现行公路桥涵规范设计高填方盖板涵偏于危险。     

多孔大直径钢波纹管在填土荷载作用下的力学性能分析

钢波纹管应用于地基中能够基本上避免因地基变形导致的涵洞破坏,减小路面因地基沉降而产生的应力集中。针对背景工程中的大直径钢波纹管进行试验监测,分析钢波纹管在不同填土高度状况下的应力、应变规律,同时利用有限元分析软件进行数值模拟,对比分析不同状况下波纹管的应力、应变状况。     

高填土涵洞的非线性竖向土压力分析

根据涵顶土压力随填土高度变化的趋势与关系曲线,通过统计分析,找出土压力与填土高度间的统计关系,以此作为高路堤涵洞土压力计算公式的土压力计算方法。其特点是可以直接求得高路堤条件下涵顶的实际土压力,从而实现涵洞结构设计的安全性和经济性的统一。     

公路钢波纹管涵洞施工力学性能分析

为分析公路钢波纹管涵洞在施工阶段的受力与变形特性,文章选取公路中通用的混凝土盖板涵洞和圬工拱涵洞,对比分析三类涵洞在施工阶段中涵洞及路面的力学性能.建立三种涵洞的数值模型,分析各施工阶段的应力和变形值.通过对数据处理分析得出:钢波纹管自身强度高,周围土体结构的变形主要有钢波纹管承担,钢波纹管的应力较大,但是由于钢波纹管...     

高填方涵洞涵顶土压力影响因素敏感性分析

高填方涵洞土压力受多种因素的影响。在对高填方涵洞受力影响因素归纳的基础上,筛选出埋设涵洞的沟谷宽度、沟谷边坡角度、地基土模量、填土模量、填土黏聚力和内摩擦角这6个主要影响因素,通过数值模拟对涵顶土压力系数的变化规律进行了分析,确定了上述6个因素产生有效影响的取值区间。根据正交试验原理,建立25个正交化数值模拟试验模型,针对上述6个主要影响因素,对高填方涵洞进行了影响因素敏感性分析,最后的极差分析结果表明,埋设涵洞的沟谷宽度和沟谷边坡角度是影响高填方涵洞涵顶土压力的最为主要和敏感的因素;填土模量、填土内摩擦角和地基模量对涵顶土压力有较显著影响;填土的黏聚力对涵顶土压力影响较小。     

回填料模量对钢波纹管涵影响的数值分析

通过数值模拟对波纹管涵在不同回填料模量的应力分布和变形特性进行了分析,并选取了两特定的截面进行了全面环向观测点。得到了不同模量下,距管口不同位置处管顶部的应力与应变的变化曲线和截面环向测点的应力应变规律。结果表明钢波纹管回填料在不同模量下,钢波纹管涵整体变形规律基本一致,轴向应力、环向应力和变形的规律也较为相似。回填料模量的增加对于减小其变形和应力有着较显著的效果,随着回填量模量的增加,钢波纹管断面上部分区域的应力有所减小。当回填量模量大于某一固定值后,钢波纹管变形和应力将不随之变化。     

波纹钢管涵洞在公路建设中的应用

简要介绍了波纹钢管涵的特点及分类、适用范围,着重阐述了波纹钢管涵施工要点,并结合具体实例论述了波纹钢管涵在高速公路和旧桥涵加固中的应用及效果,指出使用波纹钢管涵一方面缩短了工期,另一方面增加了国内用钢量,值得大力推广。     

浅谈钢波纹管涵施工工艺的质量控制

以某钢波纹管工程为例,就钢波纹管涵施工工艺控制以及质量检验评定标准进行了详细论述,并对比分析了钢波纹管涵的适用性及优缺点,指出该工程通过钢波纹管的施工,取得了良好的效果。     

钢波纹管涵在繁大高速公路的应用

根据钢波纹管涵的独特优点,结合其在繁大高速公路建设项目中的应用,指出采用钢波纹管涵处理高填方且湿陷性黄土路基具有施工工期短、适应变形能力强等优点,值得进一步推广。     

大孔径钢波纹管涵施工质量控制及应用前景

通过岢岚至临县高速公路ZB1-9合同段的施工实践,详细介绍了大孔径钢波纹管涵的施工工艺,总结了施工质量控制要点,并阐述了钢波纹管涵的优点及应用前景,以指导实践。     

钢波纹管涵在公路工程中应用技术研究

阐述了钢波纹管涵洞的作用、钢波纹管涵洞的施工工艺，并结合某工程实际中采用钢波纹管涵的施工实践。对其工艺、技术进行了研究，并对钢波纹营涵洞的使用前景进行了展望，以期更好地发挥钢结构的优势。     

谈钢波纹管涵在高填方公路中的应用

结合工程实例,对钢波纹管涵在高填方公路中的应用进行了探讨,着重介绍了挖基、钢波纹管的运输及管身安装等施工技术要求,得出钢波纹管涵对地基要求低,能够加快施工进度,缩短工期,值得推广的结论。     

浅谈整装波纹管涵施工工艺

以临汾市城南公路K4＋584钢波纹管涵工程为例,对钢波纹管涵的施工工艺进行了详细介绍,包括施工放样、管身安装、涵背回填等,并对各种土质地基的处理方法进行了说明,为今后类似工程项目提供了指导。     

地下大断面薄钢结构地震响应的试验研究及数值分析

为明确地下大断面薄钢结构的安全实用性,进行1/16大断面薄钢结构的系列模型振动试验、实际规模结构的现场试验和有限元分析。在把握作用于模型的地震动土压力及结构的应变状况的基础上,对施工过程中结构的响应特性及土压力的变化等进行研究。明确地下大断面薄钢结构的地震及施工时的安全性,为今后大断面薄钢结构的设计、施工提供依据。     

铁路钢波纹管涵洞的计算分析

柔性、高强度的钢波纹管涵洞不仅具有适应地基与基础变形的能力,而且由于轴向波纹的存在,使其更具有优良的受力特征.波纹管涵造价低、设计简单、施工简单、施工工期短等优点,作为新型的涵洞类型具有广泛的应用前景.通过对铁路钢波纹管涵洞的力学性能进行有限元受力分析,对波纹管涵洞的设计提出了建议.     

带悬臂支架半圆形波纹钢管的承载力

波纹钢综合管廊属于新型地下结构,为探讨其中悬臂支架对半圆形波纹钢管承载力的影响,采用有限元方法进行承载力分析,研究了支架位置、荷载形式等参数的影响。分析结果表明,在支架荷载单独作用下,破坏模式为支架连接处的管壁发生弯曲破坏,屈服弯矩取决于支架连接波数和单波受弯能力;在环向压力单独作用下,破坏模式为平面内整体失稳,极限荷载与支架位置无关;在支架荷载和环向压力共同作用下,破坏模式仍为平面内整体失稳,支架荷载和环向压力的相关关系可偏安全地简化为直线。依据分析结果,给出了支架荷载允许值以及波纹钢管稳定承载力的计算方法,可供波纹钢综合管廊设计参考。