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涵洞填土等沉面及其对涵洞土压力的影响研究
| 论文题名： | 涵洞填土等沉面及其对涵洞土压力的影响研究 |
| 关键词： | 沟埋式涵洞;模型试验;垂直土压力;有限元分析;等沉面;分布规律 |
| 摘要： | 涵洞是公路、水利上广泛使用的一种人工建筑物。随着我国经济的发展和基础设施建设，涵洞的厢量R益增多，规模逐渐加大。涵洞已成为公路工程当中的重受组成部分之一。涵洞在大量使用的过程中，出现了不同程度的病害。由于现阶段对涵洞土压力的理论和计算简化和忽略了一些因素对涵洞土压力的影响．故而使得对涵洞土压力的计算不够准确，这直接使得涵洞设计不够科学，进而导致在涵洞的使用过程中出现不同程度的损害，有关的文献资料的研究也表明了这一点。本文在文献[38]、[39]所陈述的室内模型试验结果分析的基础上，结合有限元数值模拟，分析了涵洞等沉面的分布规律，及其对涵洞土压力变化规律的影响。通过模型试验对刚性涵洞在硬基及填土为砂性的条件下，对涵洞洞顶上压力的分布及变化规律，以及洞顶填土的沉降位移进行研究。此次模拟选用了两种沟槽断面，分别为矩形和梯形。得到了随着填土高度的不同，沟埋式涵洞在梯形沟槽与矩形沟槽埋设条件下填土的沉降位移曲线图。对涵洞士压力的测试，选用的涵洞的结构形状为：方涵和圆涌，通过电测法对埋设于填土中的压力盒的变形的测试，并用计算机计算间接得到了方涵和圆涵的上部填土的土压力分布情况。并以此为基础，研究了涵洞洞顶的垂直七压力系数随着填土高度、沟槽宽度、梯形沟槽的边坡系数的变化而出现的变化规律。并通过大型有限元商用软件ANSYS对模拟实验进行计算机数值模拟，得到了洞顶填土的位移场以及涵洞洞顶的垂直土压力系数。通过与所作模型试验的结果相互比较分析，验证了ANSYS的数值模拟结果的正确性。等沉面的分布情况及变化规律，及其对研究涵洞土压力有重要的作片。通过ANSYS有限元分析软件对矩形沟槽与梯形沟槽进行施工过程模拟。通过分析填土的沉降量的变化规律，进而得出等沉面的变化规律。研究结果结果表明：等沉面的高度并不是一个常量，它是一个变量。 在矩形沟埋式涵洞是，在槽宽比B/D一定的情况下，等沉面的高度随填土高度的增加而减小，并趋于稳定。在填土高度比H/D一定的情况下，随着槽宽比B/D的增加，涵洞等沉面所需要的高度也随之增加。在梯形沟埋式涵洞中，梯形沟槽边坡越缓，等沉面的高度越大：填土高度在等沉面附近时，洞顶的土压力系数虽大。在矩形沟埋式涵洞中，B/D=1时，填土中没有等沉而，由于淘槽边壁对土体的摩擦作用，使得洞顶土压力系数呈现随填土高度的增加而逐渐减小的趋势：B/D>1的矩形沟埋式涵洞，当洞顺填土高度H |
| 作者： | 上官方 |
| 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： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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