高填土涵洞相似材料模型试验与数值模拟

依据相似理论,采用正交试验和增加局部试验相结合的方法在最少的试验次数下确定相似材料的配比,得出材料配比用量与力学指标的关系。根据现场资料,满足几何相似条件,制作相似材料涵洞模型。在模型上逐层填土、分级加载来模拟实际施工过程。以盖板涵为例,测出模型关键部位的应变、应力结果。把模型试验的结果按照相似指标推算出原型结构的应力分布。用有限元软件ANSYS进行涵洞受力全过程的数值模拟,并将数值模拟结果与模型试验、模型试验推算出的原型结构应力数据加以对比。结果表明,模型试验和有限元数值模拟二者可以互相印证,对实际工程设计具有参考意义。

碎散体涵洞三维模型实验研究

本文以李子垭煤矿井口碎散体高填方涵洞为工程背景，针对碎散体的力学特点，进行了三维模型实验，结果表明碎散体亦具有成拱作用，其压力拱为半椭圆形，三维模型实验测试结果与现场压力监测结果较为吻合。

公路桥涵台背回填材料的离心模型试验研究

通过土工离心模型试验研究不同回填材料作用于桥涵台背土压力的分布状况和回填区表面沉降变形特征,从而优选出性能最佳的台背回填材料。首先,推导了台背回填问题的离心模型试验相似律;其次,进行了陶粒粉煤灰混凝土、粘性土、风积砂、砂砾和石灰土等几种材料的台背回填离心模型试验。研究发现:这些回填材料的压缩性由大至小的顺序为:粘土→石灰土→砂砾→风积砂→陶粒粉煤灰混凝土;轻质、高强度、低压缩性的陶粒粉煤灰混凝土的土压力和沉降变形最小;散粒体回填材料的施工压实度对回填区的表面沉降影响显著。结果表明:陶粒粉煤灰混凝土应用于桥涵台背回填工程具有明显的优越性,是一种值得推荐的台背回填材料。