高填方明洞EPS板卸載室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略和城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，城市建設(shè)用地需求增大，土地資源變得越來越珍貴。在建設(shè)主要以黃土為主的西部山區(qū)城市和地區(qū)時(shí)，為了保證交通綜合樞紐的發(fā)展和城市規(guī)劃需要，不可避免的會(huì)進(jìn)行大量削山填溝，這將會(huì)出現(xiàn)越來越多的高回填明洞工程。而目前對(duì)高填方結(jié)構(gòu)土壓力及卸載的研究主要是管涵結(jié)構(gòu)為主，對(duì)明洞結(jié)構(gòu)土壓力及卸載的研究較少。因此，對(duì)高填方明洞的土壓力分布規(guī)律、卸載原理及影響因素進(jìn)行研究，就顯得更有理論價(jià)值和實(shí)際意義。
　　本文

2、對(duì)高填方明洞EPS板卸載規(guī)律及影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究，通過室內(nèi)模型試驗(yàn)得出不同特性EPS板卸載的明洞土壓力變化規(guī)律，并結(jié)合有限元數(shù)值模擬，對(duì) EPS板卸載的機(jī)理和影響因素進(jìn)行分析，主要結(jié)論如下：
　?。?）填土高度較低時(shí)，隨著填土高度的增加， EPS板的密度越小，洞頂?shù)耐翂毫π遁d率越大。但隨著填土高度的增加，低密度的EPS板迅速硬化，無法繼續(xù)變形，而高密度的EPS板卻仍有變形富余量，可以繼續(xù)變形，持續(xù)發(fā)揮卸載作用。隨著填土高度的增

3、加，EPS板厚度越大，洞頂垂直土壓力越小。但并不是無限制的增加EPS板厚度就對(duì)卸載有利。因?yàn)橹挥挟?dāng)EPS板屈服后，其功效才能得到充分體現(xiàn)。因此，應(yīng)根據(jù)填土高度、卸載目標(biāo)合理選擇EPS板的密度和厚度。
　?。?）有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。證明了采用有限元數(shù)值模擬的方法研究高填方明洞EPS板卸載的可行性和準(zhǔn)確性。通過應(yīng)力云圖可以明顯看出，EPS板卸載后內(nèi)外土柱形成了明顯的“土拱效應(yīng)”，將內(nèi)土柱的土壓力通過土拱傳遞到外土柱及邊坡

4、上，達(dá)到卸載的目的。
　　（3）高填方明洞EPS板卸載的影響因素中，土壓力的分布規(guī)律與明洞結(jié)構(gòu)形式息息相關(guān)；填料的性質(zhì)中粘聚力對(duì)土壓力幾乎無影響，而內(nèi)摩擦角的增大會(huì)導(dǎo)致洞頂土壓力減??；凈跨方式鋪設(shè)EPS板更加合理有效；不同填土高度對(duì)應(yīng)的最佳 EPS板鋪設(shè)位置不同，因此，應(yīng)根據(jù)填土高度選擇合適的EPS板鋪設(shè)位置；在一定范圍內(nèi)，明洞地基剛度的減小和側(cè)填土壓縮模量的增大都會(huì)導(dǎo)致洞頂土壓力系數(shù)減小，所以，適當(dāng)?shù)臏p小明洞地基剛度和增大側(cè)填土