沟谷地形对高填方盖板涵受力及填土沉降特性的影响

为探明山区沟谷地形对高填方盖板涵受力特性和填土沉降变形特性的影响,通过离心模型试验,选用自主研发的能够反映地形-涵洞-填土相互作用的模型试验平台,分析了不同沟谷宽度B和不同沟谷坡度α下盖板涵的涵-土界面土压力、涵顶填土沉降变形、涵洞结构内力以及涵顶垂直土压力集中系数K_s的变化特征,并提出了相关的工程技术建议。研究结果表明:涵-土界面土压力、涵顶垂直土压力集中系数K_s与沟谷宽度呈正相关,与沟谷坡度呈负相关;盖板涵涵顶土体沉降变形呈W形分布,随沟谷宽度的增大,涵顶土体内外沉降差δ逐渐增大;随沟谷坡度的增大,涵顶土体内外沉降差变化为δ→0→-δ;沟谷宽度为1.5D～5D时(D为涵洞计算跨径),对应等沉面高度变化范围为12.2～13.7 m;沟谷坡度为0°～60°时,对应等沉面高度变化范围为12.5～13.7 m,提出可用等沉面高度界定高填方涵洞,可取14 m作为其界定高度;盖板涵盖板下缘、涵底上缘中部受拉应力,盖板下缘为盖板涵结构受力最不利位置;高填方盖板涵施工时应充分利用原有地形,在确保边坡稳定的前提下,尽量保留边坡,或人为反开挖施工,增加沟坡、减小沟宽,坡体以沟谷宽度B≤3D、沟谷坡度α≥45°为宜。     

高填方盖板涵受力特性的原位试验 及数值模拟研究

通过现场测试,分析上埋式盖板涵在路堤填土荷载作用下的变形规律和受力特性;同时结合现场测试与数值模拟的方法,研究盖板涵顶板、基底土压力与侧墙水平土压力的分布特征。结果表明:在填土荷载作用下,涵洞顶板、底板垂直土压力以及侧墙的水平土压力呈非线性分布,其受力状态与规范计算的结果存在较大差异。由于涵洞与填土的模量不同,涵洞以上填土与两侧填土存在差异沉降,涵顶两侧墙土压力大于涵顶中部土压力,大于填土自重。数值模拟分析结果显示盖板涵土压力的分布特征与现场测试的分析结果一致,实际涵顶受力为涵顶附加摩擦力与填土自重之和;涵顶两侧墙分担了两侧填土竖向应力,涵洞侧墙水平土压力小于静止侧压力,实测平均值与铁路桥涵设计规范理论值的比值为0.53~0.87。由于地基土的不均匀沉降以及涵洞底板的挠曲变形,基底土压力呈非线性分布,跨中附近土压力产生卸荷现象。结合涵顶受力的理论研究与对包茂高速(粤境段)多个盖板涵涵顶数据的监测,提出了涵顶土压力的经验模型;该模型与涵顶上覆填土高度具有良好的线性关系,与现场实测值吻合较好。     

高填方涵洞顶垂直土压力影响因素分析

分析了涵侧填土压实程度和回填卵石对涵顶垂直土压力的影响,并通过建立高填方盖板涵有限元模型,采用整体分析方法,取涵洞结构和周围土体为研究对象对涵洞进行应力分析,结果表明,涵侧填土压实程度影响涵顶垂直土压力大小,较好的涵侧填土压实效果能有效地降低涵洞顶的垂直土压力;在涵侧回填卵石,回填厚度在1/2涵高左右,可以有效地减小涵顶附加土压力。     

涵洞填土中的等沉面

以梯形沟槽埋涵为研究对象,建立沟埋涵洞的计算简图,利用内、外土柱压缩量相等的原则,形成等沉面高度的计算方法。研究表明,涵洞填土中的等沉面高度并非常量,洞顶填土高度大,等沉面高度小,填土高度不断增大,等沉面高度趋于定值;埋涵沟槽的底宽大、边坡缓,等沉面高度大。     

高填路堤下涵洞病害机理

针对某高填路堤涵洞实体工程的病害，采用压力盒、水准仪及沉降观测仪器对其进行了全程监控，依据所测压力、沉降以及裂缝形态阐述了涵洞裂缝的产生机理，井从地基、基础、填土等方面分析了涵洞病害产生的因素，推定了涵洞基础扭转破坏的运动过程。指出在涵洞设计中应综合考虑地形因素，避免产生“扁担效应”，同时在现场施工过程中应采取合理的施工速度。     

基于施工过程的沟埋式刚性矩形涵洞位移场试验研究与有限元分析

室内模型试验以刚性地基上的刚性涵洞为研究对象,分析涵洞周边土体的作用机理,通过观测埋设于土体中的标志在分层填筑的砂性土自重作用下的沉降位移,得到不同填土高度下矩形断面和梯形断面中填土的沉降位移等值线图。并采用有限元方法模拟涵洞施工过程,所得模拟结果与试验结果比较吻合,从而验证了所建有限元模型的正确性以及参数选取的合理性,所得成果可作科学研究和工程设计参考。     

基于施工过程的沟埋式刚性矩形涵洞位移场

室内模型试验以刚性地基上的刚性涵洞为研究对象,分析涵洞周边土体的作用机理,通过观测埋设于土体中的标志在分层填筑的砂性土自重作用下的沉降位移,得到不同填土高度下矩形断面和梯形断面中填土的沉降位移等值线图。并采用有限元方法模拟涵洞施工过程,所得模拟结果与试验结果比较吻合,从而验证了所建有限元模型的正确性以及参数选取的合理性,所得成果可作科学研究和工程设计参考。     

钢筋砼盖板箱涵基础沉陷加固处理技术

在赤大白新建地方铁路某标段上,已竣工的一座钢筋混凝土盖板箱涵在路基填土完成后,发现部分基础出现开裂、下沉现象,调查并分析原因,该基础持力层为沼泽淤泥地质情况,地基承载力达不到设计要求,由于当时处理不当,造成涵洞基础下沉现象,为解决这一工程事故,提出采用灌浆法加固地基,使形成的浆液固结体能够承受上部荷载的作用.     

涵洞-填土-地基共同作用的涵洞减载效应研究

为缓解高填方盖板涵顶部竖向土压力集中的状况,进行了室内填土-涵洞-地基模型试验,通过监测涵洞顶部与底部竖向土压力,验证了FLAC数值模型的精度与可靠性,然后在该数值模型的基础上,对涵底地基压缩减载、涵底地基与涵顶联合压缩减载时各工况进行了数值模拟.结果表明:在涵底地基上设置固定尺寸的地基压缩区,可在不显著增加涵洞竖向沉降的情况下,有效减小涵顶竖向土压力;当仅在涵底地基上设置压缩减载区,压缩区深度为0.5D(D为涵洞高度),宽度为2B(B为涵洞基础宽度)时,对缓解涵洞顶部土压力集中效果最好;当为涵顶与涵底联合压缩减载时,在保证最优的涵底地基压缩减载情况下,涵顶压缩区厚度为0.6 m时对应的涵顶竖向土压力减小最显著;当涵顶上方填土高度为28 m,且在最优的联合减载情况下,涵顶竖向土压力与涵底竖向压力的最大减载率分别为61.13%和45.42%.     

盖板式涵洞顶部土压力转移研究

利用土拱理论和有限元方法,对上埋式盖板涵洞顶部土压力的转移、减小进行研究和计算。结果表明,刚性地基条件下,在盖板式涵洞顶部两侧设置的减载块-混凝土块体充当支撑拱脚,产生的土拱效应大大减小了涵洞顶板的土压力。减载块高度、宽度以及减载块间填土的密实度对顶板土压力的减小有很大影响,三者均可使顶板土压力减小20%～30%以上。     

冻季施工盖板涵基础浅埋的方法

黑河市地处我国北部边陲，气候寒冷，年最低气温达到－37℃，季冻土最大冻结深度2．5m，最小冻结深度在2．0m左右。黑河市公路处自1985年以来，对近百座盖板涵基础采取了浅埋的方法，取得了明显的经济效益。基础浅埋的措施是应用了0．5m厚的砂砾垫层，及0．6m厚浆砌块石，使涵洞形成整体式结构，这样既满足了地基承载力的要求，又防止了冻胀破坏。对基础最小埋深应用脸算结果是：弱冻胀上为1．09m，冻胀上为1．195m。一、基础埋置深度以往的小桥涵设计与施工时，为保证结构物不受地基土冻胀的影响，除地基为非冻胀性地外，基础底面均埋在最…     

浅谈如何实现涵洞盖板安装密贴

针对涵洞盖板安装存在密贴性差的现象，采用质量控制的分层法原理进行原因分析，通过讲解方式，将对质量要素的理解、操作工艺和标准要求等贯穿于相关的施工过程中，期望能对涵洞盖板安装时达到密贴提供一些参考意见。     

梯形沟埋涵洞顶部垂直土压力试验研究

在刚性地基和刚性涵洞条件下,进行梯形沟埋涵洞土压力试验和理论研究,得到回填土体的沉降位移场、洞顶土压力分布、土压力系数的变化规律和理论计算模型。试验和理论研究表明:涵洞回填土体顶、底的沉降位移小,最大沉降区处于涵顶填土高度的中部附近;箱涵顶部土压力为上凹形分布,圆涵顶部土压力为上凸形分布,前者土压力系数约为后者土压力系数的1.07倍。     

涵洞、通道上的沥青混凝土路面结构

针对涵洞、通道上沥青混凝土路面的病害现象，应用数值和实验方法，详细地研究了其结构性能。当填土高度大于1．0m后，构造物对路面的影响可以不计。增加面层和基层的厚度以及提高基层的模量，可以降低面层的拉应力。将填土材料用基层材料置换，可以大大改善路面的结构性能。     

上埋式公路涵洞地基及基础的设计

为了探讨上埋式公路涵洞的地基及基础的工作机理、提高设计水平，分析了目前地基承栽力的确定与地基及基础的设计方法；通过首次给出的涵洞、填土体、地基及基础共同工作机理模型，分析了公路涵洞的受力及其与土体的共同工作性状。结果表明：公路涵洞工程的地基及基础设计不能套用基底压力小于地基承栽力的原有原则；涵洞与地基刚度越大，涵顶上作用的土压力就越大。建议涵洞上部土压力按顾安全公式计算；地基承栽力确定原则为涵洞基础下与涵侧土堤下地基承载力相等。     

论公路涵洞施工技术

涵洞施工是公路路基施工中的一个重要任务,本文针对公路涵洞圆管涵、钢筋混凝土盖板通道、钢筋混凝土拱涵施工作简要论述。     

高填方涵洞设计问题研究

高填方涵洞是山区高等级公路的特殊排水结构物之一。随着高填方涵洞的日益增多,高填方涵洞问题越来越多地出现,高填土涵洞的研究也越来越多地引起重视。     

涵洞设计与施工问题研究

在高速公路建设中通道及盖板涵是必不可少的构遗物，由于通道、盖板涵的布置灵活、设计简单、施工方便，故在公路工程建设中深受欢迎，大量采用。笔者根据自己的工作经验，对涵洞的设计与施工提出一些个人看法。     

图珲公路高填方涵洞地基承载力分析

为了研究涵侧填土对高填方涵洞地基承载力的提高效应,由几何和动力相似条件设计了高填方涵洞地基承载力模型试验,模拟了不同涵侧填土高度的涵洞地基受荷,直到破坏。为了确定涵侧填土对高填方涵洞地基承载力的提高作用,根据相似原理设计了高填方涵洞模型试验,模拟了不同涵侧填土高时涵洞地基受荷破坏的过程,绘制荷载-沉降曲线得到极限荷载。讨论了使用经验公式和《公路桥涵地基与基础设计规范》的计算结果和试验结果的差值。选取图们至珲春高速公路桩号为RK365+510处的高填方涵洞作为试验涵洞,在涵洞底部埋设沉降观测点,测量基底沉降值和沉降差。结果表明:侧填荷载对地基承载力的提高十分显著,且提高幅度为非线性,先从18.4%增加到36.83%,然后减小到8.91%;计算地基承载力时应考虑公式和计算参数的选择以及试验方法对力学指标的影响;现场测试的涵洞基底最大沉降值符合规范的要求。     

浅谈高填方段预压土沉降观测

为了减轻桥头跳车及高填方路基的工后沉降,填土高度大于5m的路段,埋设沉降板观测沉降量的方法处理。