沟槽式高填黄土减载明洞结构优化及其截面设计研究
发布时间：2021-11-03 23:16
目前,高填方明洞是当今交通线路设计中常用的结构物,其受力特性及结构设计方面尚有诸多问题仍需探讨。国内外大多数学者已在高填方明洞及其减载结构土压力分布规律和明洞设计方面取得一定研究成果,然而,基于EPS板减载的不同结构型式的高填方明洞内力和衬砌厚度变化规律的研究鲜有报道。因此,本文通过数值模拟和模型试验的方法对高填方明洞及其减载结构进行结构优化,研究了不同结构型式的明洞及其减载结构内力和衬砌厚度的变化规律,揭示了EPS板的减载力学特性,给出了最优结构型式的高填方明洞,最后,验证了有限元计算方法的正确。本文主要研究内容和创新如下:（1）对不同密度的EPS板进行单轴压缩试验,得到密度为12kg/m3、15kg/m3、20kg/m3、30kg/m3的EPS板力学特性,为数值模拟及模型试验的参数取值提供依据。（2）利用ANSYS软件建立高填方明洞结构模型,从EPS板材料的力学性能和减载机制分析,研究了减载前后的原明洞各部位内力和衬砌厚度的变化规律,确定了密度为12kg/m3、厚度为2m的...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现场明洞
沟槽式高填黄土减载明洞顶土压力逐渐增大，EPS 板进入塑性阶段，对明洞两侧土体有上托作用，因此，EPS 板填土过程中明洞顶产生土拱，使明洞顶垂直压力较大，EPS 板经塑性阶段末期开始进入减小，减载增幅降低。通过有限元软件分别对的 EPS 板进行数值计算，经计算，50m 填用密度为 12kg/m3的 EPS 板。
结果的精确性和模型的对称性，本次数值模拟采用网格划分如图 2.2 所示。界条件竖直和水平方向的位移，约束模型两侧水平方向位土与明洞结构及填土与两侧边坡相互作用时，采用接触及滑移。段数值模拟地应力处于平衡状态，因此，有限元分析中，首先通过生死单元将明洞两侧及上部填土单元杀死，最效果，5m 厚填土为一层，共计 10 层，每层压实度 2.1 所示。对于减载明洞的数值模拟，在激活明洞 EPS 板 ，其余操作与未减载明洞相同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]落石冲击下单压式拱形明洞的回填方式[J]. 王玉锁,周良,王涛,何俊男,徐铭. 中国铁道科学. 2018(02)
[2]跨中受落石冲击的拱形护桥明洞力学响应[J]. 王玉锁,王涛,周良,何俊男,徐铭. 隧道建设(中英文). 2018(01)
[3]高填方黄土明洞顶EPS板和土工格栅共同减载计算及土拱效应分析[J]. 李盛,卓彬,王起才,马莉,宁贵霞,贾涛. 中国铁道科学. 2018(01)
[4]大跨超厚回填土明洞衬砌结构选型及设计优化研究[J]. 谭永杰,匡亮. 高速铁路技术. 2017(03)
[5]落石冲击下单压式拱形明洞的力学响应[J]. 王玉锁,周良,李正辉,何俊男,王涛. 西南交通大学学报. 2017(03)
[6]超高填方明洞采用双层衬砌型式的可行性研究[J]. 徐湉源,王明年,于丽. 铁道标准设计. 2017(03)
[7]考虑基础刚度的新型高填方双层衬砌式明洞的动态力学特性[J]. 王明年,徐湉源,于丽,罗勇. 中国铁道科学. 2017(01)
[8]荷载作用下埋地玻璃钢夹砂管受力特征分析[J]. 张济源,郑彦军,石华旺,魏连雨,陈兆南. 玻璃钢/复合材料. 2016(05)
[9]沟槽式高填黄土明洞卸载模型试验研究[J]. 马莉,李盛,王起才,耿少波,张延杰,李建新. 岩石力学与工程学报. 2016(05)
[10]高填黄土明洞卸载结构土压力模型试验和数值模拟分析[J]. 李盛,马莉,王起才,李善珍,李建新,张延杰. 岩土工程学报. 2016(04)
博士论文
[1]高路堤涵洞空间竖向压力理论及结构型式优化研究[D]. 周世生.长安大学 2008
硕士论文
[1]装配式涵洞构件搭接强度及结构优化分析[D]. 寇宏刚.华中科技大学 2011
[2]基于ANSYS二次开发的高填方拱涵的受力性状分析[D]. 王向荣.中南大学 2011
[3]高填方涵洞结构的优化研究[D]. 谭永波.吉林大学 2007
[4]高填方涵洞结构型式优化设计研究[D]. 李继伟.吉林大学 2006
本文编号：3474529
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现场明洞
沟槽式高填黄土减载明洞顶土压力逐渐增大，EPS 板进入塑性阶段，对明洞两侧土体有上托作用，因此，EPS 板填土过程中明洞顶产生土拱，使明洞顶垂直压力较大，EPS 板经塑性阶段末期开始进入减小，减载增幅降低。通过有限元软件分别对的 EPS 板进行数值计算，经计算，50m 填用密度为 12kg/m3的 EPS 板。
结果的精确性和模型的对称性，本次数值模拟采用网格划分如图 2.2 所示。界条件竖直和水平方向的位移，约束模型两侧水平方向位土与明洞结构及填土与两侧边坡相互作用时，采用接触及滑移。段数值模拟地应力处于平衡状态，因此，有限元分析中，首先通过生死单元将明洞两侧及上部填土单元杀死，最效果，5m 厚填土为一层，共计 10 层，每层压实度 2.1 所示。对于减载明洞的数值模拟，在激活明洞 EPS 板 ，其余操作与未减载明洞相同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]落石冲击下单压式拱形明洞的回填方式[J]. 王玉锁,周良,王涛,何俊男,徐铭. 中国铁道科学. 2018(02)
[2]跨中受落石冲击的拱形护桥明洞力学响应[J]. 王玉锁,王涛,周良,何俊男,徐铭. 隧道建设(中英文). 2018(01)
[3]高填方黄土明洞顶EPS板和土工格栅共同减载计算及土拱效应分析[J]. 李盛,卓彬,王起才,马莉,宁贵霞,贾涛. 中国铁道科学. 2018(01)
[4]大跨超厚回填土明洞衬砌结构选型及设计优化研究[J]. 谭永杰,匡亮. 高速铁路技术. 2017(03)
[5]落石冲击下单压式拱形明洞的力学响应[J]. 王玉锁,周良,李正辉,何俊男,王涛. 西南交通大学学报. 2017(03)
[6]超高填方明洞采用双层衬砌型式的可行性研究[J]. 徐湉源,王明年,于丽. 铁道标准设计. 2017(03)
[7]考虑基础刚度的新型高填方双层衬砌式明洞的动态力学特性[J]. 王明年,徐湉源,于丽,罗勇. 中国铁道科学. 2017(01)
[8]荷载作用下埋地玻璃钢夹砂管受力特征分析[J]. 张济源,郑彦军,石华旺,魏连雨,陈兆南. 玻璃钢/复合材料. 2016(05)
[9]沟槽式高填黄土明洞卸载模型试验研究[J]. 马莉,李盛,王起才,耿少波,张延杰,李建新. 岩石力学与工程学报. 2016(05)
[10]高填黄土明洞卸载结构土压力模型试验和数值模拟分析[J]. 李盛,马莉,王起才,李善珍,李建新,张延杰. 岩土工程学报. 2016(04)
博士论文
[1]高路堤涵洞空间竖向压力理论及结构型式优化研究[D]. 周世生.长安大学 2008
硕士论文
[1]装配式涵洞构件搭接强度及结构优化分析[D]. 寇宏刚.华中科技大学 2011
[2]基于ANSYS二次开发的高填方拱涵的受力性状分析[D]. 王向荣.中南大学 2011
[3]高填方涵洞结构的优化研究[D]. 谭永波.吉林大学 2007
[4]高填方涵洞结构型式优化设计研究[D]. 李继伟.吉林大学 2006
本文编号：3474529
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