基础形式对高填土双孔钢波纹管涵土压力分布规律的影响研究

针对不同基础形式的高填土双孔钢波纹管涵的土压力分布特性,依托工程实例通过现场试验结合有限元数值模拟,探讨了不同刚度、圆心角基础形式的涵顶平面填土、涵周土压力分布规律.结果表明:各类基础管涵涵顶平面填土在涵顶沉降最大,土体产生相对滑动,通过摩擦拖拽作用传递荷载,导致涵顶两侧1 m附近垂直土压力最大;随基础刚度提高、圆心角增大,涵顶平面填土不均匀沉降减小,涵顶土压力增大;双孔钢波纹管涵受相邻管涵变形挤压涵间土影响,处于非对称受力状态,靠近管涵一侧径向土压力大于另一侧;基础刚度提高将在填土、基础和管涵三者的接触点引起明显的应力集中,不利于管涵承载,柔性基础协调变形,能够调整土压力分布,使管涵处于较为均匀的环形受压状态.高填方双孔钢波纹管涵应采用圆心角较大且具有良好的变形协调能力的柔性基础,使管涵处于环形受压状态,防止管涵发生失稳破坏,是较为理想的基础选型.

基础形式对深埋双孔钢波纹管涵承载特性的影响

依托某高填方路基斜跨深切冲沟工程实例,针对不同基础形式的高填土双孔钢波纹管涵的承载特性,通过有限元数值模拟,选取基础圆心角及刚度进行正交对比,分析管涵的应力分布及变形规律。结果表明:双孔钢波纹管涵相互作用、彼此制约,延管涵竖向轴线两侧受力非对称,在靠近相邻管涵一侧应力及变形均小于另一侧。当基础刚度一定,随圆心角θ增大,基础包裹管涵的区域增大,约束作用增强,管涵变形随之减小,应力呈减小趋势且分布更为均匀,有利于管涵承载。当基础圆心角θ一定,刚度改变时,填土约束作用最小,管涵应力整体较大,变形最大,混凝土基础的约束作用最强,管涵变形最小,但易引起局部应力集中,约束作用居中的灰土基础,具有较好的变形协调作用,应力较小且集中现象不明显,管涵变形可控、可知,圆心角θ=180°的灰土基础是较为理想的基础选型。