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涵洞土压力有限元施工分层填筑模拟与试验研究
| 论文题名： | 涵洞土压力有限元施工分层填筑模拟与试验研究 |
| 关键词： | 涵洞;土压力;数值模拟;分层填筑;地下埋管 |
| 摘要： | 随着经济的高速发展，地下埋涵广泛应用于水利、公路、铁路等工程，占用工程投资相对较多，且工程量大。文献表明，涵洞在运营中常出现各种病害，其原因主要有两个：一是垂直土压力的计算值偏小；二是施工质量问题。目前垂直土压力的计算公式很多，但都存在一定的局限性。本文以室内试验为基础，结合有限元数值模拟和理论分析，对上埋式和高填方沟埋式涵洞土压力的计算进行了系统、深入的研究和分析。本论文所作的研究工作和得出的主要成果如下： (1)本文以刚性地基和砂性填土条件下的刚性箱涵为研究对象，通过模型试验和数值模拟计算，研究分析了槽底宽度为2倍洞径时的不同坡度以及边坡为直坡时不同槽宽条件下的涵洞土压力随填土高度的变化规律。研究结果表明，在各种边界条件下，当填土达到一定高度后，涵洞土压力随高度的变化规律不是线性的，而是非线性变化的。 (2)上埋式涵洞与沟埋式涵洞的土压力系数与H/B有关，对于上埋式涵洞，垂直土压力系数K<,v>随着H/B的增加先升后降，且K<,v>大于1，最大值达到1.45；水平土压力系数K<,h>要大于按主动土压力计算的数值。对于沟埋式涵洞，垂直土压力系数K<,v>随着H/B的增加也是先升后降，在填土达到一定高度后，K<,v>小于1，水平土压力系数K<,h>小于按主动土压力计算的值。 (3)沟埋式涵洞土压力分布规律随着开挖边坡的变缓、沟槽宽度的增大，垂直及侧向土压力逐渐增大。 (4)针对现有设计规范中对沟埋式涵洞顶垂直土压力计算公式的不足，本论文通过理论分析、数值模拟计算和室内试验验证的方法，进行了涵洞土压力施工分层填筑模拟计算，取得了一定的成果，可以应用在实际工程建设中。 |
| 作者： | 韩伟平 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 孙建生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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