高填方路堤的应力应变状态及涵洞受力机理分析

发布时间：2017-12-15 07:11

  本文关键词：高填方路堤的应力应变状态及涵洞受力机理分析

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【摘要】：随着我国经济的发展和社会基础设施的完善,山区建设工程逐渐增多,而作为山区工程中重要排水结构物的高填方涵洞成为了其中的关键;目前高填方涵洞的设计尚缺乏完善的理论体系,因此实际工程中常出现涵洞因设计保守而不经济,或因设计不充分造成涵洞破坏的现象。同时,现行的高填方路基土压力计算理论并没有准确地反应路基中竖向应力的分布规律,导致高填方路基及涵洞在施工和使用过程中出现病害并影响正常使用。因此,为了更好的反映高填方路基中竖向应力的分布规律,完善高填方涵洞的理论体系,本文采取数值分析的方式,与现场实测数据相对比,对高填方涵洞进行研究。本文依托张唐重载铁路工程,选择工程实地土样,通过室内土工实验得出土体物理参数,利用有限元软件建立高填方路基的数值模型并进行分析,研究高填方涵洞土压力的变化规律。同时,为了考虑特殊条件下的温度作用,选择实际工程中的环境条件和土体参数,建立高填方涵洞的数值模型,对高填方涵洞在温度场与多种物理场耦合下的力学性能进行分析,具体研究内容和成果如下:(1)对比不同沉降量、不同填料条件下三种工况的高填方路基进行模拟。分析结果表明,路基在纵向和横向两个方向上均形成土拱效应。当沉降量逐渐增大和路基填料改变时,土拱效应也随之改变,但涵洞此时受到的压力远小于公式计算得出的理论值。(2)在寒区工程热状况的模拟过程中,涵洞在暖季温度一致性较好。涵洞对周围土体温度的影响显著,相比于填土,涵洞对温度变化的响应更加迅速。加快路基和外界之间的温度交换,涵壁周围的土体对温度变化的响应更加剧烈。(3)涵洞在温度场与多种物理场耦合作用下形成“冷桥”效应,涵洞自身的承载能力提高,从而使应力值减小。但是在工程实际当中,应尽量避免冷桥效应的产生,防止工程质量受到影响。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U449

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本文编号：1291045