黄土区大型立交箱涵逆作法的力学响应测试与分析

论文摘要

西安某立交箱涵是黄土地区首次采用逆作法施工的箱涵工程。在逆作施工过程中整个箱涵变形的稳定性、逆作方案的可行性是每一个设计和施工人员必须面对的首要问题。本文首先针对现有通用商业软件在模拟逆作法施工时功能不足的限制,研编了可以考虑修正剑桥模型的三维弹塑性有限元程序,该程序能较好的反映工程场地的土性和受力,模拟逆作过程;其次,利用研编的程序,对大型箱涵进行了仿真分析,研究了箱涵在逆作过程中周边土压力,顶板,板桩,桩间墙和底板随施工步序进展的系统响应规律,以及箱涵建成后,在实际车辆荷载下箱涵结构的应力分布规律。最后,通过对箱涵逆作过程的适时监测和分析,进一步得到了箱涵随施工进展,周围土压力,底板,桩间墙的实测力学响应规律。仿真分析结果与实测结果的综合既验证了本文所研编三维有限元分析程序和计算结果的正确性,又进一步验证了实测结果的可靠性。且同时弥补了实测结果的不足。箱涵测试和仿真的响应规律和数据已为西安理工大学硕士学位论文.坦旦旦里旦国国口目.........口.........口口里口旦.里.口里.口....口皿口...口皿早口坦旦二坦口口.皿.皿口口里旦旦卫二...口.口口.......三......月,...现行逆作方案的评价和优化,为黄土地区逆作法大型立交箱涵设计提供了必要的理论和实测依据。关键词:箱涵逆作法仿真力学响应

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 逆作法的应用发展和研究现状
• 1.2.1 逆作法
• 1.2.2 国外的应用情况
• 1.2.3 国内的应用情况
• 1.2.4 适用条件和优缺点
• 1.2.5 研究现状
• 1.2.5.1 代表性成果
• 1.2.5.2 当前研究中存在的问题
• 1.3 本文的研究内容和思路
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 基本研究思路
• 第2章 有限元程序的开发
• 2.1 概述
• 2.2 三维二十节点等参元的有限元方法
• 2.3 修正剑桥模型物理矩阵[D]的确定
• 2.3.1 弹塑性力学的基本理论
• 2.3.2 修正剑桥模型的函数和加载函数
• 2.3.3 修正剑桥模型的加工硬化规律
• 2.3.4 修正剑桥模型的有限元矩阵形式
• 第3章 箱涵逆作法施工的数值仿真分析
• 3.1 概述
• 3.2 西安某立交箱涵工程概况
• 3.3 计算网格及边界约束条件
• 3.4 材料本构模型及参数
• 3.4.1 土弹塑性本构模型的选择
• 3.4.2 C40混凝土的计算参数
• 3.5 立交箱涵承受的车辆荷载
• 3.6 计算结果及其分析
• 3.6.1 板桩的水平位移随施工步序的发展情况
• 3.6.2 箱涵周围土压力随施工步序的变化规律
• 3.6.3 板桩桩端随着施工步序土体塑性区的发展过程
• 3.6.4 箱涵结构应力随施工步序的变化规律
• 3.6.5 随施工步序进展箱涵的沉降的规律
• 3.7 小结
• 第4章 大型箱涵力学响应实测研究
• 4.1 概述
• 4.2 测设目的与实施技术
• 4.2.1 现场测试方案的拟定和布置
• 4.2.2 测设内容
• 4.3 现场测试元件的埋设
• 4.3.1 压力盒的标定与埋设
• 4.3.2 钢筋计的安装
• 4.3.3 混凝土应变计的埋设
• 4.3.4 测试数据处理方法
• 4.4 测试结果与分析
• 4.4.1 钢筋应力计
• 4.4.2 埋入式混凝土应变计
• 4.4.3 土压力盒
• 4.4.4 通车后箱涵的受力响应
• 4.5 实测结果与仿真结果综合对比
• 4.6 综合评价
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 对进一步研究的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录