路堤下涵洞沉降监测及有限元计算

为研究路堤下涵洞的沉降特性,对某路堤下涵洞的沉降进行现场监测,并建立有限元计算模型,得出涵洞断面的沉降分布情况,计算结果与工程实测吻合较好.涵洞基础的弹性模量对涵顶沉降的影响最大,当弹性模屠从40 MPa降至5 MPa时,涵顶沉降值增大4.39倍,其他材料的弹性模量对涵顶沉降不敏感.回填土和地基土的泊松比对涵顶沉降值的影响较大.     

泡沫轻质土用于高填涵洞顶部换填的应用研究

采用泡沫轻质土对高填涵洞顶部填土进行置换,可减少高填涵洞涵顶和涵侧土体的沉降差,抑制附加应力的产生,从而降低涵洞病害的产生。综合分析泡沫轻质土的工程特性及高填涵洞的病害特征,结合室内试验分析泡沫轻质土应用于高填涵洞减荷的作用机理,最后依托某高速公路盖板涵改造工程开展泡沫轻质土用于高填涵洞顶部换填的应用研究。     

圆管涵在高填方路段上的运用

目前在我省的高速公路设计中,圆管涵主要用于8 m以下填土路基,超过8 m的填土路段上基本不采用圆管涵,而采用盖板涵、拱涵等其它涵型,而圆管涵在众多的涵洞形式中具有造价低、施工方便、快捷等优势,如何既安全又经济地将圆管涵应用于高填方路段具有重要的工程意义。对圆管涵进行了优化设计,并通过建立包括路堤、构造物和地基的有限元模型,对圆管涵进行应力分析,论证了此优化设计方案在高填路段上运用的可行性。     

高填土涵洞垂直土压力分布规律研究

依托郑州至洛阳高速公路改建工程,采用数值模拟的方法研究高填土涵洞垂直土压力分布规律。发现高填土涵洞涵顶存在垂直土压力集中现象,土压力集中系数随填土高度的增加逐渐增大,当涵顶填土达到一定高度后逐渐稳定并略有减小.     

遗传算法在高路堤沉降预测中的应用

依据高路堤填土施工期路基沉降实测资料,分别运用遗传算法和最小二乘法确定灰色GM(1,1)预测模型中的灰色参数a和u,然后据此预测路基后期任意时刻的沉降量及最终沉降量,通过与实测沉降资料做比较分析,表明采用遗传算法反演参数预测高路堤沉降具有比其它方法误差更小的特点,是一种较好的路基沉降预测方法,因此适宜于在高路堤的沉降预测中应用.     

浅谈高填土涵洞的基础设计

高等级公路高填土涵洞的设计,关键是基础设计。由于涵顶填土高度较高,基础需要承受路基上部土体的巨大压力和周围土体的侧向压力,若按常规的分离式基础进行涵洞设计,基底应力很高,地基承载力很难满足要求。因此,本文提出了高填土涵洞整体式基础的设计和地基处理方法。     

高路堤涵洞土压力计算方法研究

目前山区高速公路高填方路堤逐渐增多，但仍然缺少一种可简单应用于设计中的高填方路堤下涵洞垂直土压力计算方法。对目前最具代表性的4种垂直土压力计算理论进行对比分析，结果表明：现行公路规范中的线性土压力计算公式计算结果偏小，而Marston公式计算过程复杂，不适用于结构设计，铁路规范虽能较准确反映涵顶土压力随填土高度变化情况，但缺乏理论依据。     

公路涵洞基础处理技术应用研究

公路工程盖板涵主要病害为基础的不均匀沉降造成涵洞开裂、漏水,路面塌陷。本文通过工程实例应用,阐述了针对特殊地质条件下的盖板涵基础,采取相应措施进行软弱地基处理,提高涵洞地基承载力,有效控制基础沉降,避免不均匀沉降,保证盖板涵施工质量的施工技术。为提高涵洞工程质量,避免基础沉降病害提供了施工启示。     

土工离心机试验涵洞模型设计与分析

针对软基低路堤涵洞模型进行室内离心机试验,介绍了涵洞模型制作的过程以及遇到的一些问题。涵洞模型设计采用了必要的简化手段和替代材料,模型桩基设计采用了等复合模量的换算方法,同时考虑了道路面层与行车荷载的相关换算模式。模型试验结果表明:对于软基低路堤路段,涵洞设置水泥搅拌桩复合地基可以减小绝对沉降,但却增加了路面纵向差异沉降;从减少跳车现象、增加行车舒适性考虑,在软基低路堤路段涵洞设计时建议以控制不均匀沉降为主,以控制绝对沉降为辅的设计理念进行设计。     

基于ADINA的跨河高填方公路涵洞工作性能模拟分析

为了解跨越深河谷的高填方公路涵洞的工作性能,以某低等级公路跨河涵洞设计方案为例,采用ADINA有限元软件,对不同填土高度下公路涵洞洞顶及两侧填土的沉降量、涵洞结构应力、洞顶及两侧土垂直土压力分布等变化规律进行了模拟分析,为该高填方公路的设计方案的验证及优化提供了科学的依据,也对今后类似涵洞的设计提供了有益的参考。     

公路路基特长箱涵顶进模拟试验

为使公路路基特长箱涵顶进施工顺利实施,基于模拟试验模拟涵洞顶进的实际摩擦性状,将箱涵及周围土分别简化为混凝土模型与土模型,分析采取减阻措施前后混凝土与混凝土、混凝土与不同含水量的土之间的摩擦系数的变化规律,利用摩擦系数计算实际箱涵需求的顶进力。发现混凝土与混凝土之间的滑动摩擦系数平均为0.31,石蜡机油混合物作为混凝土与混凝土滑动减阻材料效果明显,摩擦系数平均为0.12,减阻61%,涵周土体含水量的变化对混凝土与土之间的摩擦系数影响较大,含水量越大摩擦系数越小。模拟试验结果表明:实际箱涵顶进时,须对涵洞轴线周围地质情况进行勘探,以掌握涵周土体的工程特性,进而提出合理的减阻技术。     

多年冻土地区无基波纹管涵洞冻胀分析

为分析波纹管涵洞冻胀下的受力机理,利用大型有限元软件对多年冻土地区采用的金属波纹管涵洞进行力学性能分析,具体分析了在底面两端产生不同的冻胀量时,换填厚度、壁厚、上部填土厚度对涵管受力性能的影响,提出了针对常用直径为1m的波纹管涵洞适用的结构形式;同时得出了金属波纹管本身具有较大的横向补偿位移的能力,可适应较大的变形和沉降要求.     

高填方钢波纹管涵垂直土压力计算

引入表征钢波纹管波形特性的惯性矩计算方法, 通过Spangler管-土相互作用模型, 得到了钢波纹管涵竖向收敛变形计算公式; 假设管涵顶部填土为半无限直线变形体, 将条形基础沉降倒置后比拟上埋式管涵的受力模型; 基于弹性力学推导的基础沉降计算公式, 着重考虑管涵侧向土体压缩变形与管涵自身的竖向收敛变形之差, 推导了管涵垂直土压力的计算公式; 以广巴广陕高速公路连接线吴家浩-张家湾段高填方钢波纹管涵工程为例, 对涵顶垂直土压力进行了现场测试, 将采用公式计算所得涵顶垂直土压力与现场试验结果和应用实测沉降差反算的垂直土压力进行了对比。研究结果表明: 涵顶垂直土压力随填方高度的增加而增大, 填土至设计标高后涵顶垂直土压力计算值、实测值和反算值分别为224.14、221.98、211.33kPa, 计算值与实测值的相对误差约为0.9%, 反算值分别比计算值和实测值小6.1%、5.0%, 且计算结果、反算结果均与实测涵顶垂直土压力变化规律一致, 填方越高, 误差越小。可见, 提出的高填方钢波纹管涵垂直土压力计算公式可行, 不仅考虑了涵侧土体的抗力系数和基床系数, 而且体现了钢波纹管的变形与受力特征。      

多年冻土地区无基波纹管涵洞冻胀分析

为分析波纹管涵洞冻胀下的受力机理,利用大型有限元软件对多年冻土地区采用的金属波纹管涵洞进行力学性能分析,具体分析了在底面两端产生不同的冻胀量时,换填厚度、壁厚、上部填土厚度对涵管受力性能的影响,提出了针对常用直径为1m的波纹管涵洞适用的结构形式;同时得出了金属波纹管本身具有较大的横向补偿位移的能力,可适应较大的变形和沉降要求.     

公路小桥涵下软土处理应注意的几个问题

公路小桥涵下软土处理是否得当,将直接影响构造物的稳定及路面行车安全.本文提出小桥涵下软土处理应 注意软土的识别、处理顺序、考虑的条件要素、处理方法的选择及施工过程5个方面的问题.     

管棚技术在超浅埋、大跨径顶推箱涵中的应用

郑开城市通道顶推箱涵上部覆土较薄,而箱涵的跨径、顶进长度为目前国内之最。为了保证箱涵顶进时路面不会出现随箱涵移动、断裂以及塌陷等现象,可采用大管棚支护技术进行顶进箱涵的顶部防护。     

管棚技术在超浅埋、大跨径顶推箱涵中的应用

郑开城市通道顶推箱涵上部覆土较薄,而箱涵的跨径、顶进长度为目前国内之最。为了保证箱涵顶进时路面不会出现随箱涵移动、断裂以及塌陷等现象,可采用大管棚支护技术进行顶进箱涵的顶部防护。     

下穿高速公路顶推箱涵设计与施工关键技术

在地质条件为软弱土和液化土、地下水位较高、箱涵绝大部分在地下水位以下等情况下,郑州至开封高速公路箱涵成功地下穿京港澳高速公路分离式立交桥,为我国在复杂情况下下穿高速公路大型斜向箱涵顶推提供了丰富的设计和施工经验。     

高填土涵洞和软土地基涵洞设计关键问题探讨

对高填方涵洞设计中的土压力进行计算,并提出涵洞的减荷措施,从而进一步探讨软土地区涵洞地基承载力的提高措施,为工程实践提供借鉴。     

钢筋混凝土异型管涵的力学性能研究

通过对钢筋混凝土圆管涵进行结构优化,研发了一种新型的钢筋混凝土异型管涵结构,并对该异型管涵进行相应室内试验和有限元分析。室内静载试验采用千斤顶加压形式,分级加压直至钢筋混凝土破坏,得出钢筋混凝土异型管涵的极限承载能力、结构力学特性、裂缝发展趋势和结构破坏形式等。结合ANSYS有限元模型,深入了解异型管涵的受力性状和力学性能。通过对比圆管涵可知,钢筋混凝土异型管涵极限承载能力大大提高,结构受力也更为合理。