【摘要】：隨著高速公路向山區(qū)延伸,山區(qū)中所修建的高填方蓋板涵的數(shù)量越來越多。一方面,南方山區(qū)地域沖溝發(fā)育,溝谷地形復(fù)雜,軟土、高液限土分布廣泛,地基承載力低,對山區(qū)高填方涵洞的修建提出極高的要求;另一方面,由于部分設(shè)計人員對高填方蓋板涵受力特性的認(rèn)知不夠系統(tǒng),現(xiàn)行規(guī)范中涵頂土壓力計算方法僅考慮H/D,計算結(jié)果與實際受力存在較大的誤差,涵洞在運(yùn)營過程病害屢見不鮮。實際上,填土-涵洞-地基是系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的整體,高填方蓋板涵受力特性與涵周填土、地基條件、溝谷地形條件、結(jié)構(gòu)類型、尺寸等影響因素息息相關(guān)。因此,南方山區(qū)復(fù)雜工程條件下,高填方蓋板涵的受力特性值得研究。本文依托包茂高速(粵境段)高填方涵洞實體工程,結(jié)合南方山區(qū)工程特點(diǎn),采用土工離心模型試驗、數(shù)值模擬等方法,研究在填土體高度及模量、地基土模量、溝谷地形、結(jié)構(gòu)尺寸等因素影響下,高填方蓋板涵的受力特性,取得主要研究成果如下:(1)不同填土體高度及模量、地基土模量、溝谷寬度及坡度、結(jié)構(gòu)尺寸等因素影響下,蓋板下緣中部、基底上緣中部均受到較大的拉應(yīng)力,為涵洞的薄弱部位,其中蓋板下緣中部為結(jié)構(gòu)受力最不利位置。(2)涵頂垂直土壓力、基底反力、K_s值隨著地基土模量、溝谷寬度、填土高度的增大而增大。當(dāng)?shù)鼗聊Ａ恐荡笥?0MPa、溝谷寬度值大于3D、填土高度大于15m時,蓋板下緣中部的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值,建議采取適當(dāng)增大涵洞基底墊層厚度、減小溝谷寬度以減小涵頂土壓力。(3)適當(dāng)減小涵側(cè)填土模量或增大溝谷坡度可以明顯減小涵頂垂直土壓力、基底反力及K_s值,其影響程度比地基模量、溝谷寬度及結(jié)構(gòu)尺寸等因素明顯;建議通過人為設(shè)置溝埋式涵洞以改變溝谷坡度,或調(diào)整涵頂土體填埋方式來減小涵頂土壓力。(4)結(jié)合研究成果,提出了適用于南方山區(qū)高填方蓋板涵涵頂垂直土壓力、系數(shù)K_s的計算公式及設(shè)計、施工技術(shù)建議。本文基于南方山區(qū)高填方蓋板涵受力特性研究成果,可以為高填方蓋板涵的設(shè)計與施工提供合理建議,保證涵洞后期運(yùn)營的安全可靠,具有重要的借鑒意義與應(yīng)用價值。
【圖文】：

形、地質(zhì)、水文條件，以及高填方蓋板涵的結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方式及方法等定后續(xù)研究方案及提供數(shù)據(jù)支撐。托工程概況茂高速公路起于內(nèi)蒙古包頭止于廣東茂名。包茂高速公路（粵境段）全線名市境內(nèi)，北部起于兩廣交界處的陳金頂，順接岑水高速公路，往南經(jīng)、電白區(qū)，終于電白區(qū)林頭鎮(zhèn)大昌口，與茂湛高速公路相連，全長 122 公對增強(qiáng)兩廣和華北、西北、西南地區(qū)的交通經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，促進(jìn)粵西各地經(jīng)濟(jì)深遠(yuǎn)意義。項目采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度為 100 公里/小時，，橋km/101 座，占路線長度的 19.65%，其中特大橋、大橋 22.372km/79 座，中m/73 座，蓋板涵 303 座；隧道全長 2.278km/6 座。橋隧涵合計長度所占路為 21.51%。項目地理位置見圖 2-1。

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文2.2.1 地形地貌特征項目沿線北部為山區(qū)丘陵地段，高程多為 100m 至 300m 之間，高差變化較大，山頂與坡腳或溝谷高差一般大于 200m；沿線地勢褶皺狀起伏，地形較復(fù)雜，山區(qū)陡峭，河、溪流眾多，山體呈縱向切深，多為“V”型山谷，山脈為北東至西南走向。路線中段較為平緩，海拔高程北段為 80~150 m，南段為 20~120m，山頂與坡腳或溝谷高差一般為 50～150 m；地勢起伏小，山體坡度平緩，山頂平坦，呈鈍錐狀、拋弧狀，丘陵間谷地平緩，山溪河網(wǎng)密布；路線南側(cè)瀕臨南海，為典型的微平原丘陵區(qū)，地形平坦、開闊，地表水較發(fā)育，以農(nóng)用排灌溝渠中的水為主，魚塘、水塘星羅棋布。總體上，項目沿線地勢呈北高南低、西高東低，南北高差大，沿線地形地貌可分為三個單元：低山丘陵丘陵及丘間谷地和平原微丘區(qū)。丘陵谷地見圖 2-2、圖 2-3。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U449.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2668857