高填土路堤下涵洞受力特性与减荷研究

针对高填土涵洞出现的工程病害和设计难题,通过有限元计算分析和大型工程试验检测,对高填土涵洞的结构与填土和地基间的变形规律、涵洞结构的受力特性及减荷措施进行了系统研究,其结论对高填土涵洞的设计、施工具有实用价值。     

高填土涵洞设计探讨

针对山区公路工程条件，提出山区公路高填土涵洞设计应选用高填土整体式基础暗盖板涵形式。分析这种涵洞的设计思路与设计方法。     

高填方涵洞地基承载力有限元分析

高填方涵洞地基受两侧路基填土的约束作用,其受力和变形特性与浅基础有明显区别。该文通过有限元对高填方涵洞和浅基础地基承载力及变形特性进行了对比分析,结果表明:在两侧高填土荷载的约束下,随着涵洞顶部填土高度的增加,高填方涵洞的地基土逐渐压缩密实,承载力也得到进一步的提高。因此提出建议非软土地基高填方涵洞在设计中取消对地基承载力的要求,以允许沉降量作为控制指标。     

基于填土-涵洞-地基共同作用机制的涵洞减载数值模拟研究

涵洞与填土、地基共同作用机理复杂,由涵洞结构、上覆填土与地基土刚度差异引起的涵顶应力集中往往使涵洞产生各种病害。文中基于填土-涵洞-地基共同作用机制,采用数值仿真软件,通过分析铺设EPS板、地基处理、复合处理(EPS板+地基处理)对涵顶垂直土压力及集中系数的影响,确定不同填高的合理减载方式;通过正交试验设计与分析,得到不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度;最后,根据研究结果提出合理的工程建议。研究结果表明:当填土高度H≤12m时,铺设的EPS板厚度h宜小于20cm,反之铺设的EPS板厚度h宜取20~40cm;涵洞地基处理时,当填土高度H≤9m、地基处理宽度L=2~3B(B为涵洞基础宽度),或H12m、L=B时,涵洞地基的刚度可适当增强,反之宜进行柔性地基处理;当填土高度H≤12m时,可通过地基处理或铺设EPS板减弱涵顶应力集中现象,反之宜采用EPS板、复合处理措施,复合处理措施的减载效果最佳;根据正交试验结果分析,不同影响因素对涵顶垂直土压力的敏感程度的大小顺序为EPS板厚度填土高度地基压缩模量地基处理宽度。     

涵洞整体式基础地基土压力模型试验与数值模拟研究

在试验室采用1∶20比例模型试验和FLAC3D方法数值模拟,对涵洞分离式、整体式基础地基土压力分布进行对比研究。通过逐层填土、分级加载完成模型试验,同时采用同一模型进行FLAC3D数值模拟分析。两种方法互相印证,得出在低填土阶段,地基竖向应力小于涵洞两侧,随着填土高度增加,地基竖向应力大于两侧,由于涵洞和填土刚度差异形成应力集中,在横向上形成差异应力,造成沉降差。     

汕昆高速公路软土地基高填方涵洞基础设计

软土地基上设置高填方刚性涵洞时,面临结构物荷载过大而天然地基强度不够的问题。总结软土地基对结构物的影响以及涵洞基础常见设计方法,并以汕昆高速公路龙川至怀集段涵洞设计为依托,阐述位于软弱地基的涵洞设计原则,对软土地基及涵洞基础进行分析和计算,并指出涵洞基础设计应充分考虑基础形式及基础埋深。     

高填土涵洞土压力分布及影响因素研究

通过涵洞、填土材料全过程相似的模型试验和数值模拟,研究高填土涵洞的土压力分布特征及影响因素.通过逐层填土、分级加载,完成四组试验工况下相似材料模型试验,揭示土压力分布随填土高度成非线性变化,是由卸荷拱效应和沉降差产生的附加应力共同起作用决定的.在模型试验的基础上,用数值方法模拟不同填土材料、地基条件、填土土性参数条件下...     

公路涵洞地基处理有限元分析及工程应用

以广东大潮高速公路某涵洞工程为例,运用有限元分析软件MARC建立模型,分析了不同地基条件及填土高度作用下公路涵洞的力学特性;根据有限元分析结果,通过对比分析三种不同涵洞地基处理方式工况对涵洞的影响,综合考虑结构的安全性、合理性、经济性等因素,最终给定合理的涵洞地基处理方案,为其他同类型涵洞地基处理工程提供借鉴与参考。     

填土重力增大系数对公路钢筋混凝土盖板涵设计的影响及设计建议

探讨《公路涵洞设计细则》中关于填土重力增大系数K对公路钢筋混凝土盖板涵设计的影响,针对基底面上压应力过大的问题,提出填土适当压实度概念,在公路钢筋混凝土盖板涵结构设计时,建议优化基础采用基槽法安装技术,从而减小或消除填土重力增大系数K对涵洞设计的影响。     

高填方路基钢波纹管涵洞分层土压力分析

柔性、高强度的钢波纹管涵洞,不仅具有优良的适应地基与基础变形的能力,而且具有自重轻、运输方便、施工简单、造价低、对地基扰动小等优点,故其具有较为广泛的应用前景。该文通过对高填方钢波纹管涵洞进行野外现场试验,分析钢波纹管涵洞管周和管外各点所受力的大小及变化规律,为今后高填方路基中钢波纹管涵洞施工提供参考资料。通过研究取得以下结论:钢波纹管各点所受土压力随着填土高度升高而增加;在填土高度一样时,管周各点的土压力值不同,其中管周60°处的土压力最大,管中90°处土压力最小;与管顶水平的管外土压力大于管周各测点的土压力,这对于减小钢波纹管在高填方路基回填时的变形有指导作用。     

一座高填土浆砌片石涵洞质量事故分析

结合广州北部某高速路施工过程中，一座高填土浆砌片石涵洞发生的垮塌事故，通过建立涵洞受力的简化模型，进行受力计算，并按当时的设计规范进行了比较与分析，提出了山区涵洞设计存在的问题及解决的建议。     

不良地质下高液限黏土路基改扩建粉喷桩处治数值分析

为研究软土地基上含圆管涵高液限黏土路基改扩建差异沉降,通过室内试验及改良试验,分析高液限黏土作为路基填料的工程特性,确定路基结构,并利用ABAQUS软件建立软土地基上设置涵洞的高液限黏土路基改扩建模型,探究粉喷桩处理后不同填土加载高度下填土应力及路基沉降变化情况.结果表明,40％碎石改良高液限黏土满足路床(96区)填筑...     

中尼公路金属波纹管涵洞的设计

根据中尼公路金属波纹管涵洞的设计,分析了波纹管的孔径、厚度、管顶最小填土厚度的确定方法,通过管涵的布置、管座与基础、涵洞细部构造设计及管材要求,介绍了金属波纹管的设计方法.     

涵顶形状对土压力的影响

采用有限元方法及模型试验对刚性地基上的上埋式涵洞进行施工模拟,分析方形涵洞和半圆形拱涵施工过程中填土沉降、等沉面及涵顶土压力的变化规律.结果表明:等沉面高度随填土高度的增大而减小,而且涵顶形状影响等沉面高度;涵顶形状不同,涵顶土压力分布和土压力系数变化很大.涵顶填土高度大于10倍涵洞高度时,方涵和半圆拱涵的等沉面高度分别趋近于3.1倍、2.7倍涵洞高度,涵顶土压力系数则分别为1.56、1.26.     

涵洞结构计算中几个问题的探讨

该文对圆管涵截面内力、基底应力计算,盖板涵盖板、涵台、基础设计的计算分析提出了一些看法,同时对高填土涵洞减荷措施列举了常用施工方法,有关经验可供类似工程参考。     

高速铁路涵洞覆土厚度选择的动应力分析

介绍秦沈客运专线试验段上,通过对两个洞顶填土厚度不同的涵洞顶板进行的动应力测试,得到高速列车荷载作用下涵洞顶板对行车速度动响应的变化规律,以及涵洞洞顶不同填土厚度对列车运行平稳性的影响,为高速铁路的涵洞设计提供参数。     

软基上埋式箱涵土压力的离心模型试验研究

为考察软基上埋式箱涵受力特性,通过离心模型试验,研究了其竖向和侧向土压力、土压力系数随填土高度变化的规律及周围填土位移场的变化情况.试验结果表明,使用桩基的箱涵与两侧路堤产生了显著的差异沉降,并在涵洞处形成了驼峰;内外土柱差异沉降在路堤中形成了拱脚位于涵顶两侧的上凸压力拱,并使拱脚处竖向土压力集中,且竖向土压力系数随路堤填筑呈开口向下的抛物线分布,在某一涵顶路堤高度下达最大值;同时,随涵顶路堤填筑,涵洞侧向土压力和侧向土压力系数增加,由于涵侧路堤以沉降为主的位移模式与挡土墙后填土不同,涵洞侧向土压力小于现行规范值.软基上路堤、涵洞和地基的协同作用分析表明,传统的强涵基、弱地基的设计理念将使涵顶竖向土压力集中,并导致结构失效.为降低涵洞结构破坏风险,建议采用轻质填料填筑涵顶、涵洞反开挖施工和结构设计考虑涵顶竖向土压力集中等措施.     

山区高等级公路涵洞基础的设计

山区高等级公路高填方涵洞设计中遇到的主要是基础承载力不足的问题。在晋焦线等多条高等级公路的设计中．采用多种设计方案进行比选，发现应用整体式基础能够使涵洞对地基承载力的要求减少40％。从而减少了加固地基的费用，而且可以利用当地现有的建筑材料，减少了工程造价。     

浅谈高填土桥台的设计与施工

本文对高填土桥台的沉降原因以及高填土对桥台结构的影响进行了分析，提出了一般处理办法。并结合工程实例，以通顺路跨京承铁路桥的高填土桥台设计施工为主要内容，详细介绍了工程中是如何通过桥台加筋土挡墙和台后CFG桩的地基处理等手段，解决高填土桥台的台后路基土沉降和台后土压力问题的。     

高填方涵洞地基处理范围的分析与计算

高填方涵洞不同于一般的结构物,对涵洞地基处理不当可能导致涵洞出现各种各样的病害。对涵洞地基处理时加固区与过渡区的刚度关系进行了理论计算。通过数值模拟,对涵洞地基处理进行了研究,分析了地基处理的宽度、深度对涵洞受力状态和沉降的影响。研究结果表明,涵顶土压力随地基处理宽度的增大而减小,并逐渐趋于稳定,随地基处理深度的增加呈非线性增大。实际工程中,涵洞地基处理宽度宜取2～3倍的涵洞基础宽度,地基处理的深度应以沉降作为控制指标,不应额外增加地基处理深度。