论文部分内容阅读
涵洞结构是公路工程中必不可少的构造物之一,公路工程中涵洞结构物平均3~4座/公里。在山区高速公路的修建中,高填方圆管涵工程的数量更多,但高填方圆管涵的设计计算方法与施工技术至今仍不完善,导致设计计算结果与圆管涵实际受力相差很大,工程中圆管涵病害不断发生。只有对圆管涵、填土、地基与基础共同作用机理认识清楚,准确设计计算圆管涵结构所受荷载,才可使计算结果与实际情况相符,确保高填方圆管涵的合理受力与正常使用以及设计的可行性、经济性、实用性。在对包茂高速沿线自然地理特征及工程地质资料进行收集、整理、分析的基础上,针对南方山区软土分布广泛、沟谷地形复杂、圆管涵填土高度较大等特点,在综合考虑填土高度、地基土模量、沟谷地形、减荷措施等因素的基础上,采用离心模型试验方法,研究不同工况下高填方圆管涵的受力特性,得出的主要研究成果有:(1)平地中出现等沉面的最低填土高度为6.0m,等沉面范围一般在5.6m~8.2m,据此认为圆管涵顶填土高度大于6.0m即可界定为高填方涵洞;(2)平地中涵顶填土高度在15m~50m,涵周土压力及涵洞结构应力较大。建议填土高度15m~20m、20m~40m、40m~50m分别在涵顶铺设50cm~75cm、75cm~100cm、100cm~125cm的EPS板;(3)平地中涵顶填土高度20m,地基土模量大于15MPa,涵洞易发生破坏,建议在涵顶铺设50cm~75cm的EPS板,以减小涵顶土压力;(4)沟谷宽度大于5倍的涵洞跨径,沟谷坡度大于45°,涵顶填土高度超过20m,建议在涵顶铺设50cm~100cm的EPS板,以减小涵顶土压力;(5)通过离心模型试验研究,得出多因素影响条件下高填方圆管涵垂直土压力及土压力集中系数的回归公式;(6)基于研究成果,提出了南方山区高填方圆管涵设计计算方法与施工技术建议。论文成果为南方山区高填方圆管涵设计与施工提供了科学依据,具有重要的理论意义与工程应用价值。