EPS板减荷措施在高填土拱涵上的应用分析

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1、论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：夹至筵18y】j了。汐7年多月p日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的

2、学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：丢￡适，嘲导师签名：雷黻归7年占月fo日炒7年6月11日长安大学硕上学位论文第一章绪论1．1问题的提出随着我国国民经济的迅猛发展，欠畅通的公路交通状况成为制约国民经济发展的一大障碍，故公路建设得到了特别的重视，投资不断的加大。但于此同时也暴露出了一些问题，尤其是西部大开发以来，特殊的地理条件，使得涵洞在西部公路建设中大量出现，就已建成的涵洞而言，平原地区大约1～3座／公里，山岭重丘地区4～6座／公里，尤其是高填土(石)路堤下涵洞(

3、或涵管)的受力、变形、沉降与开裂问题，已引起了有关方面的普遍关注。为了确保涵洞结构物的安全运营，正确的计算作用于涵洞上的土压力，就成为涵洞结构设计的关键；同时如何对涵洞结构、地基采取合理的处置措施，以便人为地减小和调整土压力大小与分布，也显得特别重要。目前已有的涵洞结构物设计和施工规范及标准图，都存在着一些不足或缺陷，有的设计单位感到高填土路堤下的涵洞问题棘手，故不惜加大造价以桥代涵；还有不少单位为了防止涵洞开裂和不均匀沉降，企图以加大基础的刚度、宽度和深度来解决这些问题：更有甚者在软土地基上采用刚性桩基，岂不知这样做

4、的结果适得其反，既给涵洞带来更大的附加垂直土压力【l】，又给施工带来很大困难，也给工程造成极大的浪费：另外，有的单位为了解决由于对涵洞垂直土压力计算偏小而造成结构物纵向开裂病害，盲目加大结构尺寸。曾有一些现场调查资料【2】的分析统计结果表明，运营中的涵洞约63．5％出现裂缝，其中70％是纵向开裂，而涵洞顶填土愈高，涵洞凸出地面高度愈大，涵洞跨度越大，则开裂的比例越大。在实际工程中，往往还会出现一些“超常规"似乎不易解释的现象，如对涵洞地基处理的越好，涵洞开裂的反而越多，即地基承载力越高，变形越小，开裂的越多；对于在软土

5、地基上采用桩基，高填土涵洞几乎全出现严重开裂病害，甚至破坏；着眼于洞顶填土压实，而不重视洞侧向填土压实，涵洞开裂的比例也大。这些现象说明，我国公路涵洞设计和施工中，从设计理论到施工工艺尚存在一定的问题或缺陷，其主要原因是对作用于结构物上的土压力计算不合理，对涵洞土压力的影响因素认识不足所造成的。因此，正确认识涵洞垂直土压力的影响因素，应用合理的计算方法计算涵洞垂直土压力，以及采取经济而有效的工程措施减小涵洞的垂直与侧向土压力，在涵洞课题中首当其重。1．2国内外研究现状有关文献与资料表明，最早对于涵洞土压力理论的研究，是

6、以“谷仓理论”和“隧道第一章绪论压力”理论为基础的【1】。1895年杨森(H．A．Janssen)对谷仓侧壁的水平压力及谷粒间的摩擦力进行了研究，并测得谷仓内部的垂直压力与水平压力之比为一定值，且以此计算谷物对地板与侧壁的压力，借此推算上埋式管道土压力。由于谷仓压力理论与上埋式管道受力实际状况相差甚远，故早已弃用。而后，朗拜尔(Lanbel)、卡柯(Karker)和比松(Pessen)又继谷仓压力的观点，从各自的假定条件出发，提出了不同的填埋式管道土压力计算方法。本世纪初，美国土木工程学会主席马斯顿(A．Marston

7、)教授，针对填埋式管道和槽壁间的胸腔不易夯实的特点，根据散体极限平衡理论，导出了填埋式管道垂直土压力的计算公式【31。马斯顿理论是在一定的试验基础上建立的，概念上能比较正确的反映填埋式管道的受力特点，但由于影响土压力的因素复杂多变，在基本假定和公式推导上存在一些问题，故其计算结果偏大于实际。然而，他提出的基本观点为后来的许多学者所接受，并在此基础上给他所推导的公式提出不少修正。关于“隧道压力”问题，在此最值得提到的是俄国矿业专家普罗托基亚可诺夫(M．M．HpoFo聊tKOHOB)，他提出了“自然平衡拱理论”【41。上个

8、世纪四十年代，在苏联TYHM--47交通技术规范中，曾错误的把平衡拱理论变相地应用于上埋式涵洞(管)的垂直土压力计算中：当涵洞项填土达到某一高度Ho时，将在其中形成自然平衡拱，拱顶以上岩土层荷载将不会传递到涵洞顶部；当洞顶实际填土高度H