涵洞變形對土壓力影響的研究.pdf

1、涵洞工程廣泛應用于水利、公路、鐵路、能源、冶金和市政等領域。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和大型水利工程的興建，涵洞建設的數(shù)量日益增多，其所占工程數(shù)量和工程造價的比重都在不斷增大。目前涵洞土壓力的計算方法尚未完全考慮各種影響因素，很多計算理論僅僅注重于土體對涵洞作用的數(shù)值計算，而忽略了涵洞結構本身的變形對土壓力大小和分布的影響。正確把握涵洞變形的規(guī)律，把涵洞本身和周圍土體視為一個統(tǒng)一的體系進行研究，對于完善設計理論、指導工程施工以及探究涵洞減載方法

2、具有重要的理論意義和實際意義。
　　 本文利用ANSYS有限元數(shù)值模擬技術，通過與剛性涵洞的對比分析，詳細研究涵洞變形對土壓力的影響。主要成果與結論如下:
　　 (1)上埋式圓涵的等沉面高度隨涵洞變形的增大而減小。與剛性圓涵相比，管土相對剛度系數(shù)為0.8、0.28、0.05的涵洞，等沉面高度比HC/D分別減小了約5％、15％和22％。
　　 (2)上埋式圓涵變形對項部垂直土壓力的分布影響較大。管土相對剛度系數(shù)大于

3、0.28時，土壓力呈中間大、兩邊小的倒“V”字形分布，土壓力系數(shù)K在不同填土高度時均大于1;管土相對剛度系數(shù)等于0.28時為過渡狀態(tài)，垂直土壓力近似為“一”字形分布，垂直土壓力系數(shù)K在不同填土高度時均近似等于1;管土相對剛度系數(shù)小于0.28時，土壓力呈中間小、兩邊大的正“V”字形分布，垂直土壓力系數(shù)K在不同填土高度時均小于1。垂直土壓力系數(shù)隨著涵洞變形的增大而減小，與剛性涵洞相比，管土相對剛度系數(shù)為0.28的涵洞，垂直土壓力系數(shù)減小了約

4、35％，管土相對剛度系數(shù)為0.05的涵洞;垂直土壓力系數(shù)減小了約43％。
　　 (3)上埋式箱涵的等沉面高度隨涵洞變形的增大而減小。與剛性涵洞相比，混凝土強度等級為C30的涵洞，等沉面高度比HC/D減小了約9％。
　　 (4)上埋式箱涵變形對頂部垂直土壓力的分布影響不大，垂直土壓力均呈兩邊大、中間小的正“M”字形分布。項板中軸處的土壓力隨涵洞變形的增大而減小，端點處的土壓力隨涵洞變形的增大而增大。垂直土壓力系數(shù)K隨涵洞變