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高路堤分层填筑作用下涵洞拱顶竖向土压力研究
| 论文题名： | 高路堤分层填筑作用下涵洞拱顶竖向土压力研究 |
| 关键词： | 公路路堤;涵洞;竖向土压力;回归分析 |
| 摘要： | 随着西部大开发战略的推进，填土高度在20m以上的高路堤及与之相应的高路堤涵洞越来越多，但由于这些高路堤涵洞缺乏合理的竖向土压力计算理论和方法，使部分涵洞在施工或运营过程中出现了不同程度的损害，大大增加了养护维修费用；与此同时，有的高路堤涵洞结构设计则过分保守而导致工程造价的浪费。因此，高路堤涵洞设计的经济性和安全性问题正日益突出。 基于高路堤涵洞拱顶竖向土压力计算理论和方法的不合理性，本论文依托重庆市重点工程金渝大道高路堤涵洞项目，通过布设测试元件进行现场测试、各种竖向土压力理论对比计算以及数值模拟分析等方法，研究了涵顶竖向土压力的分布与变化特征。研究结果对高路堤涵洞结构的设计和施工具有重要指导意义。并在此基础上，提出了减少高路堤下涵洞拱顶竖向土压力的有效措施。 所做研究工作和得出的成果如下： (1) 研究了高路堤涵洞的竖向土压力变化规律。通过现场测试和数值模拟分析表明，当填土高度达到一定值时，涵顶竖向土压力明显小于理论值γH，涵顶竖向土压力与填土高度呈非线性关系。 (2) 研究了高路堤涵洞的竖向土压力计算方法。通过线性回归分析和各种竖向土压力理论对比计算，指出非线性土压力公式( )计算土压力更接近现场实测值，进行涵洞结构设计既经济合理又安全可靠，是目前较合理的涵洞竖向土压力计算方法。 (3) 研究了高路堤涵洞上方的拱效应。通过现场测试和数值模拟分析表明，当填土达到一定的高度后，高路堤涵洞将在其上部形成“土拱”，该“土拱”具有不稳定的特征，填土增高过程仍有部分竖向土压力传递到涵顶。 (4) 研究了高路堤涵洞“土拱”的形成机理。通过现场测试和理论分析，涵顶填土沉降量大于两侧沉降量，“土拱”的形成与地基条件、涵洞位置、施工流程等因素关系密切。 (5) 研究了FLAC程序在高路堤涵洞中的运用。运用FLAC程序分析计算高路堤涵洞的竖向土压力，能较好地反映填土过程、地形条件及涵洞结构物对竖向土压力的影响，其计算结果非常接近现场实测数据。 |
| 作者： | 鲁瑞林 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 张永兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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