高填路堤涵洞基于沉降控制的调荷技术研究

论文摘要

随着高等级公路的迅猛发展,高填方路堤下设置涵洞工程的情况越来越多,但其病害不断发生,严重影响到了高速公路的正常运营和人们对高等级公路的综合评价。因此,寻求合理方法控制涵洞结构破坏的研究显得非常必要。本文主要针对高填路堤涵洞常出现的横向破坏问题,基于EPS调荷机理,通过MARC有限元分析,结合离心模型试验,研究了在涵顶一定范围内铺设不同厚度的EPS板以使涵底沉降趋于均匀的方法之可行性和有效性,并通过数值仿真,分析了相关因素对不同高度之路堤调荷效果的影响。给出了不同填土高度应选取的EPS材料特性及布设范围,并提出可结合涵底的地基处理进一步优化调荷效果。最后,初步建立了高填路堤涵洞基于沉降控制的调荷技术设计计算方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究对象及背景
• 1.1.1 研究对象
• 1.1.2 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容及研究思路
• 第二章 基于沉降控制的涵洞纵向调荷有限元分析
• 2.1 概述
• 2.2 涵洞结构数值计算模型
• 2.2.1 数值计算技术
• 2.2.2 材料本构模型
• 2.2.3 计算模型确定
• 2.3 聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）的基本性质概述
• 2.3.1 EPS 泡沫塑料的制造工艺
• 2.3.2 EPS 的物理性质
• 2.3.3 聚苯乙烯泡沫（EPS）的力学性质
• 2.3.4 聚苯乙烯泡沫（EPS）的适用范围
• 2.4 涵顶受力性状及地基土体沉降变形分析
• 2.4.1 计算模型描述
• 2.4.2 高填路堤下涵洞结构受力分析
• 2.4.3 高填路堤下涵底土体沉降分析
• 2.5 调荷措施有限元计算
• 2.5.1 计算模型确定
• 2.5.2 高填路堤下涵洞结构受力分析
• 2.5.3 高填路堤下涵底土体沉降分析
• 2.6 小结
• 第三章 EPS 板对涵洞纵向调荷的离心模型试验
• 3.1 概述
• 3.1.1 离心模型试验的意义
• 3.1.2 离心模型试验技术的发展概况
• 3.1.3 TLJ-3 型离心模型试验系统主要性能指标
• 3.2 离心试验方案设计
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 试验材料选取和模型制作
• 3.2.3 试验参数及离心模型试验的相似关系
• 3.2.4 试验方案设计
• 3.3 离心试验及试验成果分析
• 3.3.1 未加入EPS 工况
• 3.3.2 加入EPS 工况
• 3.4 试验误差分析
• 3.5 小结
• 第四章 高填路堤涵洞基于沉降控制的调荷设计方法
• 4.1 设计原则与思路
• 4.2 影响因素分析
• 4.3 设计计算建议
• 结论与建议
• 1. 主要结论
• 2. 进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢