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第1章 绪论1

1.1高填方涵洞工程特性研究的意义1

1.2涵洞病害类型及原因2

1.2.1涵洞选址不当2

1.2.2涵洞洞身开裂5

1.2.3台背处不均匀沉降6

1.2.4涵洞淤塞积水6

1.2.5护坡滑塌8

1.2.6涵洞侧墙及翼墙开裂9

1.2.7涵洞渗漏水10

1.3高填方涵洞受力特性研究现状11

1.4山区工程地质特征与涵洞选型选址研究现状14

1.4.1山区高速公路高填方路段特征14

1.4.2涵洞选型选址研究现状14

1.5地基处理技术研究现状15

1.6动力特性研究现状16

1.6.1黄土动力特性研究现状16

1.6.2涵洞动力特性研究现状17

1.7本章小结18

第2章 高填方路堤-涵洞现场试验研究20

2.1工程概况20

2.2现场试验测点布设20

2.3现场试验结果分析23

2.3.1单点位移计23

2.3.2测斜管24

2.3.3混凝土应变计26

2.3.4柔性位移计27

2.3.5竖向土压力29

2.4本章小结33

第3章 高填方涵洞受力特性数值模拟研究35

3.1计算模型选取35

3.2材料参数及本构模型36

3.3数值模拟结果分析37

3.3.1涵顶土压力分布规律37

3.3.2边界条件对涵洞受力状态影响42

3.3.3涵洞填土高度对涵顶土压力的影响43

3.3.4涵洞外形及几何尺寸对涵顶土压力的影响44

3.3.5涵洞台背填土性质对涵顶土压力的影响47

3.3.6涵顶填土类型对涵顶土压力的影响47

3.3.7地基刚度对涵顶土压力的影响49

3.3.8偏载效应对涵洞受力的影响50

3.3.9涵洞洞身结构受力分析53

3.4本章小结55

第4章 高填方涵洞受力特性理论研究57

4.1非线性土压力回归计算公式57

4.2现行土压力计算理论及其修正58

4.2.1 Marston土压力计算理论58

4.2.2修正的Marston理论公式58

4.2.3普氏理论59

4.2.4耶梅里扬诺夫公式59

4.2.5顾安全公式59

4.2.6修正顾安全公式60

4.2.7公路桥涵设计通用规范62

4.2.8铁路桥涵设计基本规范62

4.2.9美国公路桥涵设计规范62

4.3理论结果与现场监测对比分析63

4.4本章小结65

第5章 高填方涵洞减载措施研究67

5.1减载原理67

5.2减载措施67

5.2.1中松侧实法67

5.2.2柔性填料法69

5.2.3加筋桥减载法72

5.2.4先填后挖法73

5.2.5利用天然地形74

5.3本章小结74

第6章 高填方涵洞选址与选型75

6.1涵洞设置75

6.1.1涵洞设置原则75

6.1.2典型涵位及受力特性76

6.2涵洞选址77

6.2.1数值分析模型77

6.2.2沟谷宽度对涵洞受力和位移的影响79

6.2.3岸坡角度对涵洞受力和位移的影响82

6.2.4地基刚度对涵洞受力和位移的影响84

6.2.5地基均匀性对涵洞受力和位移的影响85

6.2.6偏载效应对涵洞受力和位移的影响86

6.3洞口选型87

6.4基础选型88

6.4.1对称均匀地基设涵88

6.4.2半软半硬地基设涵91

6.4.3存在偏载效应地形设涵95

6.4.4偏载效应条件下半软半硬地基上设涵98

6.5涵体选型101

6.5.1对称均匀地基设涵101

6.5.2半软半硬地基设涵106

6.5.3存在偏载效应设涵110

6.6本章小结114

第7章 地基承载力确定与处理方法研究116

7.1地基承载力理论研究116

7.2地基承载力修正探讨118

7.2.1天然地基承载力修正分析120

7.2.2复合地基承载力修正分析123

7.3地基处理范围确定125

7.3.1地基处理原则125

7.3.2理论分析126

7.3.3数值模拟129

7.4地基处理效果对比132

7.4.1换填法、刚性桩与柔性桩复合地基法研究132

7.4.2换填法、刚性桩与柔性桩复合地基处理效果对比分析135

7.5扇子沟涵洞的地基处理方法探讨138

7.5.1现场测试与数值结果比较139

7.5.2扇子沟涵洞不同地基处理方法效果比较141

7.6本章小结143

第8章 地展荷载作用下涵洞动力响应分析144

8.1概述144

8.1模型的建立144

8.2.1网格划分144

8.2.2参数选取145

8.3不同条件下的涵洞地震响应146

8.3.1不同填土高度下涵洞的地震响应146

8.3.2不同地震烈度下涵洞的地震响应148

8.3.3不同地震波传播角度下涵洞的地震响应150

8.4本章小结152

第9章 交通荷载作用下涵洞动力响应分析153

9.1概述153

9.2工程概况与数值建模154

9.2.1工程概况154

9.2.2数值建模154

9.3计算结果分析156

9.4不同条件下土-结构体系动力响应规律158

9.4.1荷载循环次数的影响159

9.4.2车辆荷载大小的影响159

9.4.3行车速度的影响162

9.5本章小结163

第10章 黄土震陷性对涵顶土压力的影响164

10.1概述164

10.2模型及假设164

10.3上埋式涵洞土压力计算165

10.3.1静态填土土压力计算方法165

10.3.2黄土状填土震陷量计算方法169

10.3.3震陷后填土土压力计算方法169

10.4工程实例验证170

10.5参数分析171

10.6本章小结172

参考文献173