摘要
在山岭重丘地区,高填方盖板涵在公路涵洞中占据了相当大的比重。由于高填方盖板涵填土高度大,涵洞—填土—地基的受力机制较为复杂,导致涵洞在运营期间发生了不同程度的病害。另外,由于涵洞一般并未经过严格的抗震设计,因此在地震中破坏相对严重。基于上述背景,本文开展了高填方盖板涵静力与地震响应力学研究,主要研究工作和研究成果包括: (1)通过查阅收集文献资料,梳理了国内外涵洞土压力计算理论,阐述其原理、适用范围及优缺点;然后重点关注了填方涵洞静力受力特性以及地震动力响应方面的研究,从而确定本文的研究要点和研究思路。 (2)通过算例分别比较分析了《公路涵洞设计规范》、《铁路桥涵设计规范》、《水工建筑物荷载设计规范》、《美国公路桥涵设计规范》四种规范中的土压力计算方法;通过算例详细给出了高填方盖板涵的结构设计过程。 (3)采用FLAC3D有限差分软件,建立了地基—涵洞—填土的三维静力模型,考虑回填施工过程的影响,探讨了回填土的内摩擦角、粘聚力、弹性模量等因素对涵土结构受力体系的影响,揭示了涵周位移分布、涵周土压力分布以及结构内力等规律。 (4)采用FLAC3D有限差分软件,构建了地基—涵洞—填土的三维动力模型,运用时程分析法对高填方盖板涵进行地震动力响应分析,揭示了不同地震波入射、不同地震等级、不同土层刚度时盖板涵结构应力、位移、土压力变化规律,并对地震作用下结构的薄弱部位提出了建议。 (5)依托工程太行山高速公路高填方盖板涵项目,结合设计成果和现场施工标准,详细阐述了高填方盖板涵标准化设计、高填方盖板涵施工工艺和技术要点。