加筋减载条件下涵顶土压力及其参数影响规律

根据已有的涵土体系相互作用机理,在原涵洞上加减载块,形成一种新的涵洞结构。并在此结构上对土工格栅加筋减载机理进行分析,得到格栅加筋减载作用下涵洞顶部土压力的计算表达式,然后通过数值模拟对涵顶土压力进行参数分析。研究结果表明:(1)有减载块的加筋减载模型的理论值与有限元值比较接近,误差在10%以内,表明了理论计算结果的正确性;(2)减载块高度对涵顶土压力有显著影响,且随减载块高度增加其影响效果减弱;(3)受筋材特性影响,减载块宽度对涵顶土压力的影响不明显;(4)柔性材料压缩模量对涵顶土压力和格栅变形有较大影响,且模量取值也宜适中。

几种关于高填方涵洞涵顶土压力计算方法的探讨

在道路设计和建设中,由于道路线形和降低造价的需要,高填方涵洞的设置越来越多。为了安全可靠经济地设计涵洞,正确的计算涵顶土压力就非常必要。文章通过探讨几种高填方涵洞涵顶土压力的计算理论和计算方法,并将这几种计算方法的计算结果互相对比,得出这几种方法的体会。

涵顶形状对土压力的影响

采用有限元方法及模型试验对刚性地基上的上埋式涵洞进行施工模拟,分析方形涵洞和半圆形拱涵施工过程中填土沉降、等沉面及涵顶土压力的变化规律。结果表明:等沉面高度随填土高度的增大而减小,而且涵顶形状影响等沉面高度;涵顶形状不同,涵顶土压力分布和土压力系数变化很大。涵顶填土高度大于10倍涵洞高度时,方涵和半圆拱涵的等沉面高度分别趋近于3.1倍、2.7倍涵洞高度,涵顶土压力系数则分别为1.56、1.26。

高填涵顶垂直土压力计算理论研究

目前,高填涵洞已广泛应用于交通等基础设施领域,但涵顶垂直土压力作为其结构设计主要荷载,国内外尚无统一的计算理论或方法,在设计时存在着安全和经济两方面的矛盾,因此,有必要对其主要土压力理论适用性做进一步研究。本文在分析这些土压力计算理论机理的基础上,结合一高填涵洞现场实测涵顶垂直土压力,对监测数据与主要土压力理论计算数值进行了对比;分析讨论了高填涵顶垂直土压力的特点及各种土压力理论对其计算时的优缺点和适用范围;其成果可供其它相似工程设计参考。

地基处理深度对高填方涵洞地基承载力和沉降量的影响

为了研究地基处理深度对高填方涵洞地基承载力和沉降量的影响,根据规范采取一定措施消除了黄土的湿陷变形,通过Midas GTS数值模拟的手段,研究了地基处理深度对高填方涵洞地基承载力和沉降量的影响以及涵顶土压力的变化规律,得出了能指导此类涵洞设计的实用结论。

新型高填方盖板涵在加筋减载条件下土压力计算研究

在原有涵洞-填土-地基共同作用机理基础上,提出一种新型盖板涵模型,并在此模型基础上分析了采用土工格栅加筋减载的机理。通过理论分析建立了这种新型加筋减载涵洞的力学计算模型,推导了格栅加筋减载作用下涵洞顶部土压力的计算表达式。并且将理论计算得出的涵顶土压力值与有限元计算结果和现场实测结果进行了对比分析。结果表明:有减载块的加筋减载模型的理论值与有限元值结果比较接近、误差在10%以内,与无减载块的加筋现场试验结果在趋势上具有较好的一致性,并且有减载块比无减载块的模型具有更好的减载效果,表明了理论计算结果的正确性,可为工程实践提供理论参考。

基于填土-涵洞-地基共同作用机制的涵洞减载数值模拟研究

涵洞与填土、地基共同作用机理复杂,由涵洞结构、上覆填土与地基土刚度差异引起的涵顶应力集中往往使涵洞产生各种病害。文中基于填土-涵洞-地基共同作用机制,采用数值仿真软件,通过分析铺设EPS板、地基处理、复合处理（EPS板＋地基处理）对涵顶垂直土压力及集中系数的影响,确定不同填高的合理减载方式;通过正交试验设计与分析,得到不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度;最后,根据研究结果提出合理的工程建议。研究结果表明：当填土高度H≤12m时,铺设的EPS板厚度h宜小于20cm,反之铺设的EPS板厚度h宜取20-40cm;涵洞地基处理时,当填土高度H≤9m、地基处理宽度L=2-3B（B为涵洞基础宽度）,或H〈12m、L=B时,涵洞地基的刚度可适当增强,反之宜进行柔性地基处理;当填土高度H≤12m时,可通过地基处理或铺设EPS板减弱涵顶应力集中现象,反之宜采用EPS板、复合处理措施,复合处理措施的减载效果最佳;根据正交试验结果分析,不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度的大小顺序为EPS板厚度〉填土高度〉地基压缩模量〉地基处理宽度。