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原文传递涵洞变形对土压力影响的研究

论文题名：	涵洞变形对土压力影响的研究
关键词：	涵洞;变形;土压力;有限元分析
摘要：	涵洞工程广泛应用于水利、公路、铁路、能源、冶金和市政等领域。随着经济的快速发展和大型水利工程的兴建，涵洞建设的数量日益增多，其所占工程数量和工程造价的比重都在不断增大。目前涵洞土压力的计算方法尚未完全考虑各种影响因素，很多计算理论仅仅注重于土体对涵洞作用的数值计算，而忽略了涵洞结构本身的变形对土压力大小和分布的影响。正确把握涵洞变形的规律，把涵洞本身和周围土体视为一个统一的体系进行研究，对于完善设计理论、指导工程施工以及探究涵洞减载方法具有重要的理论意义和实际意义。　　本文利用ANSYS有限元数值模拟技术，通过与刚性涵洞的对比分析，详细研究涵洞变形对土压力的影响。主要成果与结论如下: 　　 (1)上埋式圆涵的等沉面高度随涵洞变形的增大而减小。与刚性圆涵相比，管土相对刚度系数为0.8、0.28、0.05的涵洞，等沉面高度比HC/D分别减小了约5％、15％和22％。　　 (2)上埋式圆涵变形对项部垂直土压力的分布影响较大。管土相对刚度系数大于0.28时，土压力呈中间大、两边小的倒“V”字形分布，土压力系数K在不同填土高度时均大于1;管土相对刚度系数等于0.28时为过渡状态，垂直土压力近似为“一”字形分布，垂直土压力系数K在不同填土高度时均近似等于1;管土相对刚度系数小于0.28时，土压力呈中间小、两边大的正“V”字形分布，垂直土压力系数K在不同填土高度时均小于1。垂直土压力系数随着涵洞变形的增大而减小，与刚性涵洞相比，管土相对刚度系数为0.28的涵洞，垂直土压力系数减小了约35％，管土相对刚度系数为0.05的涵洞;垂直土压力系数减小了约43％。　　 (3)上埋式箱涵的等沉面高度随涵洞变形的增大而减小。与刚性涵洞相比，混凝土强度等级为C30的涵洞，等沉面高度比HC/D减小了约9％。　　 (4)上埋式箱涵变形对顶部垂直土压力的分布影响不大，垂直土压力均呈两边大、中间小的正“M”字形分布。项板中轴处的土压力随涵洞变形的增大而减小，端点处的土压力随涵洞变形的增大而增大。垂直土压力系数K随涵洞变形的增大而减小，与刚性涵洞相比，混凝土强度等级为C30的涵洞，垂直土压力系数K减小了约11％。
作者：	杜琼
专业：	水利工程
导师：	李永刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文