【摘要】：高填方涵洞在山區(qū)公路中較為多見,對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的較大范圍的路基病害也較多,嚴(yán)重影響了我國山區(qū)公路的服務(wù)質(zhì)量和使用壽命�，F(xiàn)行《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D60-2015)中土壓力計(jì)算理論并未準(zhǔn)確反映涵洞頂部豎向土壓力的變化規(guī)律,使得工程設(shè)計(jì)計(jì)算的土壓力與涵洞實(shí)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(shè)計(jì)時(shí)選用較小的尺寸且降低涵洞對(duì)地基的承載力要求,從而節(jié)約工程造價(jià),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(shí)際工程問題為出發(fā)點(diǎn),還原建立1:1數(shù)值計(jì)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(xué)指導(dǎo)山區(qū)公路高填方涵洞的設(shè)計(jì)與施工,為預(yù)防高填方涵洞病害的產(chǎn)生提供一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。主要研究內(nèi)容與結(jié)論包括:(1)根據(jù)高填方路基和高填方涵洞的病害類型,結(jié)合病害特征分析其產(chǎn)生的影響因素和作用機(jī)理,確定在涵洞頂部鋪設(shè)煤渣,在涵洞兩側(cè)回填泡沫輕質(zhì)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(duì)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(yàn),運(yùn)用極差分析法,得出對(duì)于涵洞頂部土層內(nèi)外土體的沉降差的影響主次順序?yàn)?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(duì)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(zhì)土作為減荷材料時(shí),對(duì)制定的減荷方案進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算及結(jié)果分析,對(duì)比得出最佳的減荷方案,實(shí)現(xiàn)泡沫輕質(zhì)土減荷方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明,涵側(cè)泡沫輕質(zhì)土回填寬度為10m、回填高度為4m時(shí)(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(dāng)在涵洞頂部增加鋪設(shè)1m厚的煤渣作為減荷材料(柔性填料)后,涵側(cè)泡沫輕質(zhì)土回填寬度為10m、回填高度為2m時(shí)(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(gè)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(diǎn)是整體性
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U449

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671357