【摘要】：高填方涵洞在山區(qū)公路中較為多見,對應產(chǎn)生的較大范圍的路基病害也較多,嚴重影響了我國山區(qū)公路的服務質量和使用壽命。現(xiàn)行《公路橋涵通用設計規(guī)范》(JTG D60-2015)中土壓力計算理論并未準確反映涵洞頂部豎向土壓力的變化規(guī)律,使得工程設計計算的土壓力與涵洞實際受力狀況有一定差距。如果采取合理有效的措施來減小涵洞頂部受到的豎向土壓力,則能夠在涵洞設計時選用較小的尺寸且降低涵洞對地基的承載力要求,從而節(jié)約工程造價,保障涵洞的安全性,減少高填方涵洞病害的產(chǎn)生。本文以解決實際工程問題為出發(fā)點,還原建立1:1數(shù)值計算模型,分析了高填方涵洞的受力特性,希望研究成果能科學指導山區(qū)公路高填方涵洞的設計與施工,為預防高填方涵洞病害的產(chǎn)生提供一定的現(xiàn)實指導意義。主要研究內(nèi)容與結論包括:(1)根據(jù)高填方路基和高填方涵洞的病害類型,結合病害特征分析其產(chǎn)生的影響因素和作用機理,確定在涵洞頂部鋪設煤渣,在涵洞兩側回填泡沫輕質土,以此改善涵洞頂部土壓力集中的問題,減小涵洞豎向土壓力;(2)選用Midas GTS NX軟件作為有限元數(shù)值模擬研究的載體,分析各參數(shù)對涵洞頂部土層內(nèi)外土體之間的沉降差以及土壓力集中系數(shù)的影響。通過建立正交試驗,運用極差分析法,得出對于涵洞頂部土層內(nèi)外土體的沉降差的影響主次順序為:填土彈性模量填土泊松比地基彈性模量填土內(nèi)摩擦角;(3)方差分析法證明了填土彈性模量和泊松比對于沉降差有顯著的影響,而地基彈性模量和填土內(nèi)摩擦角則沒有顯著影響,即填土彈性模量和泊松比的值越大,沉降差便越大。然而各參數(shù)的變化均不能解決涵洞頂部豎向土壓力集中的問題;(4)通過有限元數(shù)值模擬,僅采用泡沫輕質土作為減荷材料時,對制定的減荷方案進行數(shù)值模擬計算及結果分析,對比得出最佳的減荷方案,實現(xiàn)泡沫輕質土減荷方案的優(yōu)化設計。結果表明,涵側泡沫輕質土回填寬度為10m、回填高度為4m時(與涵洞等高)的減荷方案受力更小、更均勻,減荷效果最佳;(5)當在涵洞頂部增加鋪設1m厚的煤渣作為減荷材料(柔性填料)后,涵側泡沫輕質土回填寬度為10m、回填高度為2m時(1/2涵洞高度)的減荷方案受力更小、更均勻,涵洞頂部豎向土壓力減小了約50%,綜合減荷效果最佳,為有限元數(shù)值模擬的最佳方案。
【圖文】：

涵洞分類

圖 1-2 圓管涵 圖 1-3 拱涵3、箱涵箱涵是由若干個矩形截面組成的，一般由鋼筋混凝土或砌體制成，，不過鋼筋土使用更廣泛一些。箱涵通常是現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱形截面，這種優(yōu)點是整體性
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U449

【參考文獻】

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本文編號：2671357