岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (12): 4813-4818.doi: 10.16285/j.rsm.2018.2291

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

减载条件下高填方涵洞受力机制及基底压力

张业勤1, 2,陈保国1,孟庆达1,徐昕1   

  1. 1. 中国地质大学(武汉)工程学院,湖北 武汉 430074;2. 中国水利水电第七工程局有限公司,四川 成都 610081
  • 收稿日期:2018-12-19 出版日期:2019-12-11 发布日期:2020-01-04
  • 通讯作者: 陈保国,男,1981年生,博士,副教授,硕士生导师,主要从事岩土体与结构物相互作用方面的科研工作。E-mail: baoguo_chen@126.com E-mail:138002853@qq.com
  • 作者简介:张业勤,男,1974年生,博士研究生,高级工程师,主要从事水利工程和地铁建设项目的施工和管理工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.41602319,No.51108434)

Stress mechanism and foundation contact pressure of high fill culvert under load reduction condition

ZHANG Ye-qin1, 2, CHEN Bao-guo1, MENG Qing-da1, XU Xin1   

  1. 1. Faculty of Engineering, China University of Geosciences, Wuhan, Hubei 430074, China; 2. Sinohydro Bureau 7 Co. Ltd., Chengdu, Sichuan 610081, China
  • Received:2018-12-19 Online:2019-12-11 Published:2020-01-04
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(41602319, 51108434).

摘要: 针对现有的理论方法主要关注涵顶土压力而未能考虑涵洞侧墙摩擦阻力对高填方涵洞结构受力状态的影响,提出了完整的减载条件下涵?土作用机制模型,推得涵洞侧墙摩擦力及基底压力的计算式。并将该理论方法的计算结果与数值模拟结果进行了比对,验证了该理论方法的正确性。研究结果表明,侧墙摩擦力沿墙身深度近似呈线性增加,并随填土高度的增加而增大;相同填土高度时,减载条件下的侧墙摩擦力大于非减载条件下侧墙摩擦力;采用减载措施虽然降低了涵顶垂直土压力,但是增大了涵测水平土压力,基底压力并未减小,现有的减载理论方法中不考虑侧墙摩擦力的影响是不合理的。

关键词: 高填方涵洞, 减载, 摩擦力, 土压力, 基底压力

Abstract: The present theoretical analyses about high fill culverts structure stress state mainly focus on the earth pressure acting on the top of culverts, but do not consider the effect of the skin friction between the culvert side walls and the adjacent backfill. In this paper, a mechanical model of culvert-soil under load reduction condition was proposed and formulas for calculating the side wall friction and the foundation contact pressure were also deduced. The theoretical method was compared and calibrated with the numerical simulation. Results show that the soil-side wall friction linearly increases with the depth of the culvert side wall and the increase of fill height. The soil-side wall friction under the load reduction condition is greater than that under the non-load reduction condition at a certain fill height. Although the vertical earth pressure on the top of the culvert is reduced due to the load reduction measure, the horizontal earth pressure on the side of the culvert is increased, as a result, the base pressure is not reduced. It is unreasonable to analyze the culvert performance under load reduction condition without considering the effect of the friction acting on the culvert side wall in present theories.

Key words: high fill culvert, load reduction, friction, earth pressure, foundation contact pressure

中图分类号: 

  • TU 432
[1] 陈建功, 杨扬, 陈彦含, 陈小兵. 考虑抗拉强度的黏性填土挡土墙主动土压力计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1829-1835.
[2] 喻昭晟, 陈晓斌, 张家生, 董亮, ABDOULKADER M S. 粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1923-1932.
[3] 史永跃, 王奎华, 董天文, 马显春, 黄永威. 真空负压静力试桩方法关键技术试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1699-1708.
[4] 宋丁豹, 蒲诃夫, 陈保国, 孟庆达, . 高填方减载式刚性涵洞受力特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 823-830.
[5] 章定文, 刘志祥, 沈国根, 鄂俊宇, . 超大直径浅埋盾构隧道土压力实测分析 及其计算方法适用性评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 91-98.
[6] 卢谅, 石通辉, 杨东, . 置换减载与加筋复合处理方法对路基不 均匀沉降控制效果研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3474-3482.
[7] 黄大维, 周顺华, 冯青松, 罗锟, 雷晓燕, 许有俊, . 地表均布超载作用下盾构隧道上覆土层 竖向土压力转移分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2213-2220.
[8] 陈建旭, 宋文武, . 平动模式下挡土墙非极限主动土压力[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2284-2292.
[9] 汪大海, 贺少辉, 刘夏冰, 张嘉文, 姚文博. 地层渐进成拱对浅埋隧道上覆土压力影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2311-2322.
[10] 芮 瑞, 叶雨秋, 陈 成, 涂树杰. 考虑墙壁摩擦影响的挡土墙 主动土压力非线性分布研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1797-1804.
[11] 邵生俊, 陈 菲, 邓国华, . 基于平面应变统一强度公式的结构性黄土填料 挡墙地震被动土压力研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1255-1262.
[12] 唐德琪, 俞 峰, 陈奕天, 刘念武, . 既有−新增排桩双层支挡结构开挖模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1039-1048.
[13] 刘 洋, 于鹏强. 刚性挡土墙平移模式的土拱形状 与主动土压力分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 506-516.
[14] 梁 波, 厉彦君, 凌学鹏, 赵宁雨, 张青松, . 离心模型试验中微型土压力盒土压力测定[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 818-826.
[15] 吴红刚, 武志信, 谢显龙, 牌立芳, . 土质边坡微型桩组合结构大型振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3844-3854.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!