探析交通荷载作用下检查井沉降的理论及其数值模拟与试验研究

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1、浙江大学建筑工程学院硕士学位论文交通荷载作用下检查井沉降的理论及其数值模拟与试验研究姓名：杜健申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：金贤玉20100301浙江大学硕t学位论文摘要检查井是城市管道工程的重要附属构筑物。随着我国经济社会的发展和城市化程度的提高，各类市政公用管道越来越多，城市道路中所设的各类检查井也随之增多，其中有相当数量的检查井位于城市主干路、次干路或支路的范围内。在交通荷载的反复作用下，检查井普遍存在沉降严重的问题，严重影响了行车安全和城市美观，给国家造成不必要的经济损失。施工人员从施工角度总结出

2、检查井沉降的原因主要是检查井周围回填土质量达不到要求，造成道路通车后检查井及其周围路面很快出现比较大的沉降。本文首先借鉴桩的纵向振动理论，建立了粘弹性地基中交通荷载作用下检查井的纵向振动方程，应用拉普拉斯(Laplace)和傅立叶(Fourier)逆变换等数学方法，得到了检查井沉降的半解析解和理论沉降曲线，分析了井侧土体参数和检查井埋深对检查井沉降的影响。其次，利用通用有限元软件ANSYS，建立了交通荷载作用下检查井沉降的二维平面应变模型，分析了路面、回填土、检查井材料和哈腹板对检查井沉降的影响，并对井周回填土提出弹

3、性模量指标要求，以使检查井计算最终沉降满足规范要求。最后，通过做室内回填土材料试验，在满足本文所提出的指标前提下，考虑经济成本和施工的方便性，推荐了两种回填土材料，并给出了相应的施工方法，以便指导实际施工。关键词：交通荷载；检查井沉降；振动方程；二维平面应变模型；回填土；nABSTRACTManh01eisanimportantaccessorystructureofmunicipalpipelineengineering．Moreandmoremunicipalmanholesappearinurbanroadsw

4、iththedevelopmentofeconomicsocietyandurbanization．manyofwhicharelocatedinurbanmainroads，secondaryroadsandbranchroads·Thecommonexistenceofseveresettlementofurbanroadmanholesunderthetrafficcyclicloadseriouslyaffectsthedrivingsafetyandcityappearance，andbringsunnec

5、essarylosstoourcountry．Engineers，fromthepointofconstruction，havesummarizedthatitisthepoorqualityofbackfillwhichresultsinthequickandseveresinkingofmanholesjustafterroadtrafficopening．FirstlⅥdrawingonthelongitudinalvibrationtheoryofpile，thelongitudinalvibrationeq

6、uationofthemanholeundertrafficloadinviscoelasticsoilwasestablished，Thesemi．analyticalsolutionofmanholesettlementintime—domainandthetheoreticalcurveofmanh01esettlementwereobtainedwithLaplacetransformandinverseFouriertransform，theeffectofmanholesidesoilparameters

7、andmanholedepthonmanholesettlementwasanalyzed·Secondlv．thetwo．dimensionalplanestrainmodelofmanholesettlementundertrafficloadWasestablishedusingthesoftwareofANSYS，theeffectofpavement，backfill，manholematerialandreinforcedconcreteslabofmanholetoponmanholesettlemen

8、twasanalyzed．Theindicatorofbackfillelasticmoduluswasproposedtomakemanholesettlementmeettherequirementofspecification．Finallv。inconsideringboththeeconomiccostandconvenienceof