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高速公路浅覆土特长箱涵顶进关键技术研究
| 论文题名： | 高速公路浅覆土特长箱涵顶进关键技术研究 |
| 关键词： | 高速公路;特长箱涵;顶进施工;摩阻系数;路基路面;沉降控制 |
| 摘要： | 当前浅覆土特长箱涵在高速公路中应用越来越多,而有关其顶进就位施工技术鲜有报道。结合广东梅河高速公路浅覆土特长箱涵顶进工程实例,通过室内模型试验、数值模拟、理论计算及现场监测等方法,对高速公路浅覆土特长箱涵顶进施工中的减阻技术、涵土体受力与变形特性、顶进力及路基路面沉降控制标准等进行了系统、深入研究,取得了以下主要成果: 1.对采用不同减阻材料的箱涵与土体及滑板间的摩阻系数进行了模拟试验分析,结果表明,涵周土体中含水量每增加2％,摩阻系数减小19.13%;浆土比值为1:4时,箱涵外壁与土体间摩阻系数值最小,与其对应的注浆量为涵周土体最佳注浆量;相同试验条件下,与其它减阻材料相比,石蜡机油混合物的减阻效果更为明显,建议:浅覆土特长箱涵顶进施工中采用石蜡+机油混合物减阻材料。 2.利用数值模拟方法,对浅覆土特长箱涵结构和覆土的受力与变形特性进行了模拟分析,结果表明,箱涵结构与覆土沿顶进和垂直顶板方向的应力和应变受顶进长度、覆土厚度及采取减阻措施影响较大,顶进长度每增加20m,箱涵结构应力和应变分别增大61.1~87.5%和68.3~77.8%,减阻比不减阻减小14.8~18.8%和9.5~15.7%,覆土应力和位移分别增大4.7~8.0%和12.3~24.7%,减阻比不减阻减小0.9~9.3%和4.1~16.5%;覆土厚度每增加2m,箱涵结构各特征位置应力和应变分别增大12.1~47.2%和1.3~38.5%,减阻比不减阻减小1.9~6.2%和1.0~2.0%,涵顶覆土应力和位移分别增大37.1~43.8%和43~73%,减阻比不减阻减小1.3~6.1%和2~39.2%。 3.建立了浅覆土特长箱涵顶进纠偏计算模型,提出了不同截面尺寸箱涵顶进中水平和竖向最大允许偏移度控制标准,并针对不同顶进偏斜问题提出了纠偏措施;提出了路基路面沉降和顶进力及其合理作用点位置计算方法。 4.现场监测结果表明,随着箱涵顶进端距洞口距离增大,涵端所受顶进力整体呈不断增大变化趋势,且当顶进距离小于36m时,顶进力随顶进距离增加呈线性变化;浅覆土特长箱涵顶进施工的最佳顶进速度为0.3~0.4cm/min,顶进速度过大或过小均不利于施工;膨润土泥浆配合比和注浆压力的稳定性对涵周阻力减小量影响较大。 5.基于前述研究结果,提出了浅覆土特长箱涵的涵节、工作坑、后背墙等关键环节的设计与施工技术,其对类似工程具有重要指导作用。 |
| 作者： | 郭瑞 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 冯忠居 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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