文档介绍：博士学位论文学位授予单位和日期——言垣蹬握涵涸±压力理诠壁邋蕉撞盔硒究丛丝一救技鉴垒塞鲎殿援人圭兰之照墅丝盐南王蒡芗《±.
要摘关键词:高填路堤、上埋式涵洞、受力性状、现场测试、减荷措施高填路堤下涵洞病害普遍存在。由于涵洞受力涉及因素较多,问题复杂,加之对“涵一土结构”整体受力与变形机理认识不清,因而设计中往往无法准确确定作用在涵洞上的土压力,导致涵洞产生各种病害。针对这一问题,本文通过有限元仿真分析、现场测试和部分室内试验,对高填路堤下涵洞受力变形特性和“涵一土结构”整体受力与变形特性进行系统研究。运用软件,建立“涵一土结构”平面计算模型,⒌基土土性参数、涵洞不同断面型式、沟谷地形等对“涵一土结构”整体受力与变形特性的影响。由于作用在涵顶上的土压力大于其上填土自重,在涵顶一定范围铺设柔性填料层可以起到良好的减荷效果。运用软件,建立涵洞减荷计算模型,研究柔性填料层郾揭蚁┡菽的铺设对“涵一土结构”整体受力与变形特性的影响及柔性填料的厚度、密度等对减荷效果的影响。依托兰海和兰临高速公路中三个典型的高填路堤下涵洞工程,通过系统全面的现场测试,研究作用在涵洞周围的土压力以及“涵一土结构”整体受力与变形特性:研究减荷措施下テ躺枰欢ê穸鹊木郾揭蚁┡菽⒑铺设疏松质土词芰μ匦院汀昂煌两峁埂闭迨芰τ氡湫翁匦浴根据上述分析成果,运用土力学基本原理,建立涵洞受力数学计算模型,推导出涵洞土压力计算公式,运用本文公式对三个工程实例进行评价分析,并对公式进行简化处理,使之能够应用于实际工程。最后,提出涵洞土压力计算的实用表格和涵洞减荷设计的使用表格,为今后实际工程的应用提供技术指导。
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第一章绪论涵洞基本构造及分类涵洞属于地下管范畴,指埋置在土中、用于不同用途的圆柱壳形状结构物。被广泛应用于各种工程,如市政建设中的给水管、排水管;能源工业中火电厂与核电厂的冷却水供水管、热力谐和输送石油、天然气的油管、气管:冶金工业中构筑在尾矿坝下的涵管;水利工程中的引水管、坝下埋设的放水涵洞以及铺设于河床下的虹吸管等⋯。在铁路与公路建设中,涵洞更是随处可见。。蠡竟乖靜¨”涵洞主要作用是排泄冲沟、溪流的洪水,在不过水时也可作交通涵用,主要由洞身、进口建筑物和出口建筑物三部分组成。涵洞进口建筑物由进口翼墙、护底和涵前铺砌构成;洞身位于填土下面,是涵洞过水的主要部分:涵洞出口建筑物由出口翼墙、护底和出口防冲铺砌或消能设旆构成。水坝下的某些涵洞,在涵洞进口隹会设置闸门用以控制流量、调节水位。.捶掷涵洞按施工方法来划分可分成三种,分别是上埋式、沟埋式和隧道式。上埋式殖莆5搪袷健⑻盥袷交蛲孤袷:即先将涵洞布设于地袁。然后再覆土夯实,管顶一般高出天然地面;沟埋式殖普凼:埋设前沿涵洞轴线方向在天然地面上开挖狭窄的矩形断面沟槽,然后敷设涵节、回填土料并分层夯实,管顶低于天然地面;隧道式:此法多用于回管的顶管施工,在路堤或坝的一侧,根据涵洞的结构尺寸、净空要求开挖~个工作坑,然后将预制的涵节,用高压油泵带动油压千斤顶,借助于预先修好的后营支撑,将涵节顶入路堤或坝内【俊:绰裆璺椒ú煌杂诤赐裂沽σ膊煌的效应。本文研究的则是公路建设中高填土路堤下之涵洞,属于上埋式涵洞。另外,由于涵洞材料为素混凝土或钢筋混凝土,其刚度远远大于周围填土的刚度,其在土压力作用下,断面变形量很小,计算时往往忽略不计,一般将其视同绝对刚性体,这时涵洞又称为刚性管喽杂诟止堋⑺芰瞎艿热性管而言4痈拍钌辖玻焙苣忧%而不出现结构危险时,称为柔性管,达不到这个标准的称为刚性管。更严格的定义是⋯:管道的刚度取决于管材的弹性模量⒒靥钔恋淖鼙湫文A縀。、管道的平均半径及壁厚纫蛩兀咛迮斜鹗轿#篰疎。痳。,当笥贗时,为刚性管:
————————~—~————————————————————一变形后土层———~———一当∮趌时,为柔性管。填土对刚性管和柔性管的影响不同,造成其所受周围土压力的不同。按构造形式划分,涵洞又可分为圆涵、盖板涵、拱涵和箱涵等。圆涵多采用钢筋混凝土预制管,根据基础情况可选择采用有底座基础,或直接放在地基上,当涵洞直径很小时,也可采用素混凝土制做的圆涵。盖扳涵由底板、侧墙及盖板组成。两边侧墙与底板可做成整体式、也可做成分离式。拱涵由拱圈、侧墙、护拱和底板构成,侧墙、底板和护拱一般采用素混凝土,拱圉多采用钢筋混凝土。箱涵多采用现场浇筑的钢筋混凝土构成。按涵洞中水的流态划分,涵洞可分三种情况7直鹗俏扪沽ψ刺水