详情

原文传递上埋式涵洞侧向土压力研究

论文题名：	上埋式涵洞侧向土压力研究
关键词：	上埋式涵洞;侧向土压力;模型试验;有限元分析法
摘要：	随着国民经济的快速发展，基础设施及一些大型重点工程如南水北调中线工程、山西大水网等建设项目进行地如火如茶，这些工程往往需要穿山越岭，这就使得涵洞这种造价相对低廉的地下建筑物越来越多的出现在工程建设中。然而，涵洞埋设位置隐蔽，一旦出现问题不容易及时发现和检修，容易造成严重事故，因此这些工程设计和施工的重要性不言而喻。而目前，涵洞的土压力计算理论尚不成熟，公式繁多但没有统一的理论，甚至于各个规范里的算法、标准及适用范围都不尽相同。由此造成计算结果相差较大，或偏于保守造成资源的浪费，或偏不安全造成事故隐患。所以，继续深入研究涵洞土压力的理论具有较强的现实意义。　　本文在文献[47][48]所述试验的基础上，采用ANSYS软件进行数值模拟，分析了刚性地基下沟埋式涵洞垂直土压力在沟槽宽度及边坡等因素影响下的分布规律，并得到了垂直土压力系数变化情况，所得结果与室内模型试验的结果吻合良好。在此基础上，通过建立数值模型，进一步探究了刚性地基下填土性质不同及柔性地基下地基弹模比不同对侧向土压力的影响及侧向土压力系数的变化情况，并得出了填土等沉面与侧向土压力之间的关系，同时得到了涵洞侧向土压力的分布形状变化规律。结果表明：在刚性地基条件下，随着填土高度的增加，涵洞侧向土压力的分布形状逐渐由梯形向倒梯形变化；当H/D一定，E0越大，填土等沉面高度越小，涵洞侧向土压力越大；当E0一定，H/D越大，等沉面高度越小，涵洞侧向土压力越大；涵洞侧向土压力系数随着填土高度的增加先增大后趋于定值；当填土变形模量超过30MPa时，填土变形摸量的改变对涵洞侧向土压力及侧向土压力系数影响较小。在柔性地基条件下，当地基弹模比小于50时，涵洞侧向土压力为梯形分布；当地基弹模比大于50时，分布形状逐渐变为矩形；当地基弹模比大于100后，分布形状变化极小；当H/D一定，地基弹模比越大，等沉面高度越大，涵洞的侧向土压力越小；当地基弹模比一定，H/D越小，等沉面高度越大，涵洞的侧向土压力越小。与刚性地基情况不同的是，侧向土压力系数随着填土高度的增加先不断减小后趋于稳定值。　　本文主要是采用有限元法模拟、分析填土性质及地基弹模比对上埋式涵洞侧向土压力的影响，对进一步完善涵洞计算理论具有重要意义，论文得出了一些可指导工程设计和施工的结论和建议，但仍需实际工程的检验。
作者：	刘孝俊
专业：	水工结构工程
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：	2012
正文语种：	中文