本文關(guān)鍵詞：高填方路堤的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)及涵洞受力機(jī)理分析

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會基礎(chǔ)設(shè)施的完善,山區(qū)建設(shè)工程逐漸增多,而作為山區(qū)工程中重要排水結(jié)構(gòu)物的高填方涵洞成為了其中的關(guān)鍵;目前高填方涵洞的設(shè)計(jì)尚缺乏完善的理論體系,因此實(shí)際工程中常出現(xiàn)涵洞因設(shè)計(jì)保守而不經(jīng)濟(jì),或因設(shè)計(jì)不充分造成涵洞破壞的現(xiàn)象。同時(shí),現(xiàn)行的高填方路基土壓力計(jì)算理論并沒有準(zhǔn)確地反應(yīng)路基中豎向應(yīng)力的分布規(guī)律,導(dǎo)致高填方路基及涵洞在施工和使用過程中出現(xiàn)病害并影響正常使用。因此,為了更好的反映高填方路基中豎向應(yīng)力的分布規(guī)律,完善高填方涵洞的理論體系,本文采取數(shù)值分析的方式,與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)相對比,對高填方涵洞進(jìn)行研究。本文依托張?zhí)浦剌d鐵路工程,選擇工程實(shí)地土樣,通過室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)得出土體物理參數(shù),利用有限元軟件建立高填方路基的數(shù)值模型并進(jìn)行分析,研究高填方涵洞土壓力的變化規(guī)律。同時(shí),為了考慮特殊條件下的溫度作用,選擇實(shí)際工程中的環(huán)境條件和土體參數(shù),建立高填方涵洞的數(shù)值模型,對高填方涵洞在溫度場與多種物理場耦合下的力學(xué)性能進(jìn)行分析,具體研究內(nèi)容和成果如下:(1)對比不同沉降量、不同填料條件下三種工況的高填方路基進(jìn)行模擬。分析結(jié)果表明,路基在縱向和橫向兩個(gè)方向上均形成土拱效應(yīng)。當(dāng)沉降量逐漸增大和路基填料改變時(shí),土拱效應(yīng)也隨之改變,但涵洞此時(shí)受到的壓力遠(yuǎn)小于公式計(jì)算得出的理論值。(2)在寒區(qū)工程熱狀況的模擬過程中,涵洞在暖季溫度一致性較好。涵洞對周圍土體溫度的影響顯著,相比于填土,涵洞對溫度變化的響應(yīng)更加迅速。加快路基和外界之間的溫度交換,涵壁周圍的土體對溫度變化的響應(yīng)更加劇烈。(3)涵洞在溫度場與多種物理場耦合作用下形成“冷橋”效應(yīng),涵洞自身的承載能力提高,從而使應(yīng)力值減小。但是在工程實(shí)際當(dāng)中,應(yīng)盡量避免冷橋效應(yīng)的產(chǎn)生,防止工程質(zhì)量受到影響。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U449

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