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随着我国高等级公路建设的迅猛发展,特别是向重丘和山岭区的延伸,高填土(石)路堤下涵洞(或涵管)的受力、变形、沉降与开裂问题已引起了工程界的普遍关注。如何正确计算涵洞的实际受力,及采取何种工程措施减小洞周土压力、调整土压力在横向与纵向的分布、减小或消除洞身与两侧填土之间的沉降差,都具有重要的研究意义。本课题主要以某高速公路工程中的A、B两座涵洞以及一组模型为试验段,采用EPS板材料(即可发性聚苯乙烯泡沫塑料板材)作为减荷材料,研究涵洞在有、无减荷措施(涵顶铺设EPS板),以及EPS板铺设厚度不同情况的有关内容:涵洞顶部垂直土压力的大小、分布及其随填土高度的变化;涵洞侧墙水平土压力的大小、分布及其随填土高度的变化;涵洞洞身与侧填土间沉降差的大小及其随填土高度的变化;最后应用ANSYS软件求解各节涵洞的土压力与变形。取得主要研究成果为:1.从实测中获得内外土柱沉降差±δ这一关键参数,并证实±δ的确是一个能反映垂直土压力各种影响因素的综合性参数。2.表明涵顶与涵侧铺设EPS柔性材料板具有显著的减荷效果,并且,随着EPS厚度的增加,其减荷效果逐渐增加,但增幅渐小。在本涵洞试验条件下,洞顶与涵侧铺设EPS板厚度分别约有7~8cm、4~5cm足够。再厚,减荷效果增加值并不大,且不经济。3.涵洞垂直土压力的有限元计算结果与实测压力值值比较接近。反映出涵洞顶有、无EPS板及EPS板的厚度对洞顶垂直土压力有很大影响,与测试结果一致。从变形云图中可看出,洞顶有、无EPS板、EPS板厚度变化及地形条件等各种因素对洞顶平面内外土柱间沉降差的影响。4.结合本次测试涵洞的有关计算数据,将国内外现有上埋式构筑物(涵洞)的垂直土压力各种理论公式、经验方法的计算结果与实测值作了图示比较,讨论了各种方法的优缺点,并给出求解涵洞土压力的建议公式。5.通过理论推导,提出了涵洞顶有、无减荷措施情况下侧向土压力计算公式,进一步完善了以内外土柱沉降差±δ理论为基础的上埋式构筑物土压力公式。