岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (3): 823-830.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0031

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

高填方减载式刚性涵洞受力特性模型试验研究

宋丁豹1，蒲诃夫1，陈保国2，孟庆达2   

  1. 1. 华中科技大学 土木工程与力学学院，湖北 武汉 430074；2. 中国地质大学(武汉) 工程学院，湖北 武汉 430074
  • 收稿日期:2019-01-07 修回日期:2019-08-01 出版日期:2020-03-11 发布日期:2020-05-25
  • 作者简介:宋丁豹，男，1990年生，博士研究生，主要从事地下结构物与土体之间相互作用以及环境岩土等方面的研究工作
  • 基金资助:
    湖北省科技创新专项重大项目（No.2018AAA028）；国家自然科学基金项目（No.51108434，No.41602319）。

Model test on mechanical behavior of rigid load shedding culvert under high fill

SONG Ding-bao1, PU He-fu1, CHEN Bao-guo2, MENG Qing-da2   

  1. 1. Institute of Geotechnical and Underground Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430074, China; 2. Engineering Faculty, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan, Hubei 430074, China
  • Received:2019-01-07 Revised:2019-08-01 Online:2020-03-11 Published:2020-05-25
  • Supported by:
    This work was supported by Hubei Province Science and Technology Innovation Major Project(2018AAA028) and the National Natural Science Foundation of China(51108434, 41602319).

PDF (Chinese)

140

摘要： 为了研究高填方减载式刚性涵洞结构的减载效果，利用模型试验分别对减载式刚性涵洞、采用一般减载方法的涵洞和未减载涵洞的涵顶垂直土压力和侧墙水平土压力进行对比分析。在此基础之上，建立了减载式刚性涵洞涵顶垂直土压力理论模型，推得了减载式刚性涵洞涵顶垂直土压力计算式，并将模型试验结果与理论分析结果进行了对比分析。研究结果表明，减载式刚性涵洞不仅能够有效缓解涵顶应力集中，而且与一般减载涵洞相比还能有效减小涵洞侧墙水平土压力；对于减载式涵洞涵顶垂直土压力，理论计算结果与模型试验结果一致且两者相差较小，从而验证了理论模型的适用性和正确性。

关键词: 减载, 刚性涵洞, 模型试验, 理论模型, 土拱, 土压力

Abstract: For investigating the performance of load shedding culvert (LSC), model tests were conducted first. The performance of LSC was compared with those of imperfect-trench-installation culvert (ITC) and embankment-installation culvert (EC). Vertical earth pressure and horizontal earth pressure were measured in the model tests. Then, a theoretical model was established, and the formula for calculating the vertical earth pressure on the top slab of LSC was deduced. The proposed theoretical model was validated by comparing the results with those from model test. Research results illustrate that the LSC, compared EC, can effectively reduce the vertical earth pressure on the top slab. Comparing with ITC, LSC can not only improve the load reduction effect on the top slab but also reduce the horizontal earth pressure on the culvert sidewall. Theoretical results of the vertical earth pressure on the LSC top slab were consistent with the model test results, which indicate that the proposed theoretical model is correct and applicative.

Key words: load reduction, rigid culvert, model test, theoretical models, soil arch, earth pressure

中图分类号: 

  • TU432
[1] 李元海, 刘德柱, 杨硕, 孔骏, . 深部复合地层TBM隧道围岩应力与变形 规律模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1783-1793.
[2] 王崇宇, 刘晓平, 张家强, 曹周红, . 刚性墙后有限宽度土体被动滑裂面特征试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1839-1849.
[3] 刘志鹏, 孔纲强, 文磊, 王志华, 秦红玉, . 砂土地基中倾斜螺旋桩群桩上拔与水平 承载特性模型试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1944-1950.
[4] 饶佩森, 李丹, 孟庆山, 王新志, 付金鑫, 雷学文, . 循环荷载作用下钙质砂地基土压力分布特征研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1579-1586.
[5] 郭明伟, 马欢, 杨忠明, 王斌, 董学超, 王水林, . 常泰长江大桥施工阶段大型沉井基础沉降变形分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1705-1712.
[6] 沈扬, 冯照雁, 邓珏, 陈锴嘉, 许俊红, . 南海珊瑚砂地基承载力模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1281-1290.
[7] 张玉, 李大勇, 梁昊, 张雨坤, . 风电空心锥形基础水平承载特性 及土压力分布规律模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1404-1412.
[8] 朱晟, 张远, 加力别克·阿哈力别克, 喻建清, 何兆升, . 基于增量分析的堆石坝瞬变-流变参数联合反演[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1453-1461.
[9] 陶志刚, 任树林, 郝宇, 李强, 付强, 何满潮, . 层状反倾边坡破坏机制及NPR锚索控制效果 物理模型试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(4): 976-990.
[10] 石峰, 卢坤林, 尹志凯. 平移模式下刚性挡土墙三维被动滑裂面的确定与土压力计算方法研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 735-745.
[11] 张纪蒙, 张陈蓉, 张凯, . 砂土中大直径单桩水平循环加载模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 783-789.
[12] 郑俊杰, 邵安迪, 谢明星, 景丹, . 不同填土宽度下设置EPS垫层挡土墙试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 324-332.
[13] 万志辉, 戴国亮, 龚维明, 高鲁超, 徐艺飞, . 钙质砂后压浆桩水平承载性状模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 411-418.
[14] 肖捷夫, 李云安, 胡勇, 张申, 蔡浚明, . 库水涨落和降雨条件下古滑坡变形特征 模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 471-480.
[15] 史江伟, 范燕波, 裴伟伟, 陈永辉, 张显, . 盾构下穿非连续管线变形特性及预测方法研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 143-150.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 崔皓东，朱岳明. 二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析[J]. , 2009, 30(10): 3194 -3199 .
[2] 何思明，吴 永，李新坡. 嵌岩抗拔桩作用机制研究[J]. , 2009, 30(2): 333 -337 .
[3] 刘清秉，项 伟，张伟锋，崔德山. 离子土壤固化剂改性膨胀土的试验研究[J]. , 2009, 30(8): 2286 -2290 .
[4] 况雨春，伍开松，杨迎新，马德坤. 三牙轮钻头破岩过程计算机仿真模型[J]. , 2009, 30(S1): 235 -238 .
[5] 杜文琪，王 刚. 土工结构地震滑动位移统计分析[J]. , 2011, 32(S1): 520 -0525 .
[6] 鄢治华，刘志伟，刘厚健. 黄河阶地上某电厂高边坡参数选取及其工程治理[J]. , 2009, 30(S2): 465 -468 .
[7] 许振浩 ，李术才 ，李利平 ，侯建刚 ，隋 斌 ，石少帅. 基于层次分析法的岩溶隧道突水突泥风险评估[J]. , 2011, 32(6): 1757 -1766 .
[8] 钟 声 ，王川婴 ，吴立新 ，唐新建 ，王清远. 点状不良地质体钻孔雷达响应特征 ——围岩及充填效应正演分析[J]. , 2012, 33(4): 1191 -1195 .
[9] 孟 振，陈锦剑，王建华，尹振宇. 砂土中螺纹桩承载特性的模型试验研究[J]. , 2012, 33(S1): 141 -145 .
[10] 罗 刚 ，胡卸文 ，顾成壮 . 强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机制及启动速度研究[J]. , 2013, 34(2): 483 -490 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发