高填方路基鋼波紋管涵洞土拱效應(yīng)分析

李祝龍， 姜　濤， 謝曉如， 俞文生

(1.中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司， 陜西 西安　710075；　2.中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司， 北京　100000；　3.江西高速投資集團(tuán)有限公司， 江西 南昌　330008)

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高填方路基鋼波紋管涵洞土拱效應(yīng)分析

李祝龍1，2， 姜濤1， 謝曉如3， 俞文生3

(1.中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司， 陜西 西安710075；2.中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司， 北京100000；3.江西高速投資集團(tuán)有限公司， 江西 南昌330008)

[摘要]土拱是土體不均勻變形過程中逐漸形成的荷載傳遞形式，對(duì)巖土工程中應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的變化和發(fā)展過程產(chǎn)生著重要影響。針對(duì)目前關(guān)于土拱效應(yīng)理論的研究現(xiàn)狀，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)模擬分析對(duì)高填方鋼波紋管涵洞管頂土拱效應(yīng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：高填方涵頂土壓力不是成σ=γH分布，而是成非線性分布；隨著填土高度的增加，涵頂土壓力增加幅度逐漸減小。當(dāng)涵頂填土達(dá)到一定高度以后，在涵洞上方將產(chǎn)生拱效應(yīng)，但由于高填方涵洞上方路基填料是不同于巖石的散粒體，高填方涵洞上方的拱效應(yīng)具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)，使上部填土壓力在填土高度增加過程中仍能部分地傳遞到涵頂上，使涵頂上的土壓力小于理論土壓力并隨填土高度成非線性規(guī)律變化。

[關(guān)鍵詞]高填方鋼波紋管涵洞； 土拱效應(yīng)； 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)； 有限元模擬； 豎向應(yīng)力分布； 土壓力

1概述

土拱效應(yīng)是自然界中十分常見的一種現(xiàn)象。土拱效應(yīng)是由于介質(zhì)的不均勻位移引起的。土拱的形成改變了介質(zhì)中的應(yīng)力狀態(tài)，引起應(yīng)力重新分布，把作用于拱后或拱上的壓力傳遞到拱腳及周圍穩(wěn)定介質(zhì)中去。……