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基于EPS板减载技术的高填方涵洞受力特性研究

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公路 2025年第1期70卷 95-100页

作者：王釭王永亮杜建华王桢青海省交通控股集团有限公司西宁市810003 重庆大学重庆市400044 重庆中检工程质量检测有限公司重庆市400025 中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安市710075

在涵洞-填土相互作用机理的研究基础上,分析高填方涵洞减载法的减载机制。并通过有限元软件,对常规填土和采用EPS板工况下的模拟结果进行对比分析,研究EPS板的减荷特性及减荷后涵洞土压力和位移的变化规律。结果表明:涵顶与涵侧的土压... 详细信息

在涵洞-填土相互作用机理的研究基础上,分析高填方涵洞减载法的减载机制。并通过有限元软件,对常规填土和采用EPS板工况下的模拟结果进行对比分析,研究EPS板的减荷特性及减荷后涵洞土压力和位移的变化规律。结果表明:涵顶与涵侧的土压力在设置EPS板情况下显著减小,涵顶土压力为土柱压力的0.42倍(EPS板厚10 cm);采用EPS板后涵侧侧向土压力系数为0.17,EPS板同样能有效地减小侧向土压力。通过采用EPS减载技术,使得涵洞土体变形和基底压力都有所改善,为工程设计和施工提供了更加科学的依据。

关键词：涵洞高填方 EPS板有限元土压力减载

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减载条件下高填方涵洞垂直土压力研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第10期43卷 112-116页

作者：陈保国宋丁豹焦俊杰张军山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

针对现有理论方法没有考虑涵侧的外土柱体所受附加压力对涵顶垂直土压力的影响的问题,根据涵洞和填土实际受力状态,改进现有的涵顶垂直土压力计算理论方法,推导出涵洞垂直土压力计算式.将改进理论方法的计算结果、数值模拟和现有的试验... 详细信息

针对现有理论方法没有考虑涵侧的外土柱体所受附加压力对涵顶垂直土压力的影响的问题,根据涵洞和填土实际受力状态,改进现有的涵顶垂直土压力计算理论方法,推导出涵洞垂直土压力计算式.将改进理论方法的计算结果、数值模拟和现有的试验结果进行对比,验证了改进理论方法的正确性.研究结果表明:涵顶铺设柔性填料能明显减小涵顶垂直土压力,涵顶土压力集中系数随填土高度、涵顶和涵侧填土变形模量、柔性填料厚度的增大呈非线性减小,随柔性填料变形模量的增大呈非线性增加,但最终均趋于稳定.

关键词：土压力高填方涵洞减载土拱效应理论解

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减载条件下高填方涵洞受力机制及基底压力

岩土力学 2019年第12期40卷 4813-4818,4847页

作者：张业勤陈保国孟庆达徐昕中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610081

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... 详细信息

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

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加筋减载涵洞的涵顶土压力计算

岩土工程学报 2011年第7期33卷 1135-1141页

作者：郑俊杰马强张军华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074

在涵洞-填土-地基共同工作机理基础上,分析了加筋减载法的减载机理。通过理论分析建立了加筋减载涵洞的力学计算模型,推导了格栅所受土压力的计算公式。考虑格栅下部填料的支撑作用,对格栅受力与变形进行分析,推导了格栅在填土荷载作用... 详细信息

在涵洞-填土-地基共同工作机理基础上,分析了加筋减载法的减载机理。通过理论分析建立了加筋减载涵洞的力学计算模型,推导了格栅所受土压力的计算公式。考虑格栅下部填料的支撑作用,对格栅受力与变形进行分析,推导了格栅在填土荷载作用下的挠度计算式,进而对涵顶松散填料进行受力分析,得到了涵顶土压力的计算表达式。并与有限元计算结果和文献中现场测试结果进行了对比,结果与有限元结果及现场测试结果较为接近,尤其是在填方较高时此方法计算结果更加准确。最后,依据此理论计算方法,对涵顶填土高度、松散填料模量、格栅刚度等影响涵顶压力的主要影响因素进行了参数分析。

关键词：高填方涵洞土压力土工格栅减载解析法数值模拟

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高填方涵洞减载机制与数值分析

岩土力学 2010年第S1期31卷 424-429页

作者：马强郑俊杰张军赵冬安华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074

高填方引起的涵顶土压力集中往往造成涵顶纵向开裂,通过涵洞-填土-地基共同工作机制的研究,分析了涵洞减载的原理。通过数值模拟分析了中松侧实、柔性填料、先填后挖法以及地基处理措施对涵顶的土压力集中系数的影响。结果表明:上述方... 详细信息

高填方引起的涵顶土压力集中往往造成涵顶纵向开裂,通过涵洞-填土-地基共同工作机制的研究,分析了涵洞减载的原理。通过数值模拟分析了中松侧实、柔性填料、先填后挖法以及地基处理措施对涵顶的土压力集中系数的影响。结果表明:上述方法和措施可以有效减小涵顶土压力,先填后挖法宜采用竖直边坡,开挖沟槽的宽度宜与涵洞宽度相当;涵洞地基应采用柔性处理措施,并延伸至基底以外一定的范围。研究结果可为高填方涵洞减载措施的选取以及涵洞地基设计提供参考。

关键词：高填方涵洞涵洞顶土压力减载数值模拟

非均匀对角减载最小方差无失真响应多目标分辨

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声学学报 2019年第4期44卷 555-565页

作者：蒋光禹孙超刘雄厚谢磊卓颉西北工业大学航海学院西安710072 西北工业大学海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室西安710072

针对最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)方法在起伏非相关噪声环境下多目标分辨性能严重下降的问题,提出一种非均匀对角减载MVDR(Inhomogeneous Diagonal Unloading MVDR,IDU-MVDR)方法。该方法首先对协方差矩阵进行非均匀对角减载,然后实施MVDR方法。各阵元上的对角减载量通过求解半正定优化问题获得,优化问题中最大化减载量之和,但约束减载后协方差矩阵的最小特征值是一个较小的正值。数值仿真表明,IDUMVDR方法可通过非均匀对角减载消除大部分非相关噪声,但保留小部分噪声分量.因此IDU-MVDR方法较MVDR方法分辨力更高,空间谱中背景级更低、弱目标谱峰更加明显,并且具备一定的稳健性.海上实验结果与数值仿真相一致,验证了IDU-MVDR方法的有效性.

关键词：最小方差无失真响应多目标分辨非均匀减载 Response 协方差矩阵 MVDR 优化问题

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高填方涵洞加筋减载的现场试验研究

岩土力学 2012年第8期33卷 2337-2342,2348页

作者：马强郑俊杰张军湖北工业大学土木工程与建筑学院武汉430068 华中科技大学岩土与地下工程研究所武汉430074

在涵洞-填土相互作用机制基础上,分析了加筋桥减载法的减载机制。通过对高填方涵洞采用加筋桥减载措施的现场试验,研究了涵顶及格栅上、下垂直土压力的变化规律,分析了涵顶平面及格栅上、下土压力的分布和土压力系数随填土高度的变化规... 详细信息

在涵洞-填土相互作用机制基础上,分析了加筋桥减载法的减载机制。通过对高填方涵洞采用加筋桥减载措施的现场试验,研究了涵顶及格栅上、下垂直土压力的变化规律,分析了涵顶平面及格栅上、下土压力的分布和土压力系数随填土高度的变化规律。研究结果表明,加筋桥减载法通过涵顶内外土柱之间的摩擦和格栅的提兜效应将涵顶上方填土荷载向减载孔两侧填土上转移,可有效减小涵顶土压力,其减载效果与减载孔高度密切相关,减载孔高度越高,减载效果越显著。

关键词：高填方涵洞土压力格栅试验研究减载

可发性聚苯乙烯板减载条件下高填方箱涵长期受力特征与减载效果

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岩土力学 2023年第7期44卷 2151-2160,2169页

作者：高琦陈保国吴森袁山孙梦尧中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

在高填方箱涵顶部铺设可发性聚苯乙烯(expandable polystyrene,简称EPS)板降低其荷载已经在工程中得以应用,而EPS板的蠕变会使箱涵受到的土压力随时间发生变化。现有的箱涵设计理论未能明确的反应EPS板的长期减载效果以及箱涵长期受力... 详细信息

在高填方箱涵顶部铺设可发性聚苯乙烯(expandable polystyrene,简称EPS)板降低其荷载已经在工程中得以应用,而EPS板的蠕变会使箱涵受到的土压力随时间发生变化。现有的箱涵设计理论未能明确的反应EPS板的长期减载效果以及箱涵长期受力特性。开展了EPS板减载条件下箱涵短期受力特性模型试验,并利用模型试验结果验证数值模型。之后利用验证后的数值模拟方法分析涵-土体系应力重分布规律以及高填方箱涵长期受力特征;在此基础上提出涵-土体系力学模型,推得涵顶长期土压力计算方法,并与数值模拟结果进行对比验证。研究表明:涵顶土压力先随时间逐渐减小,然后会出现小幅增大,最终趋于稳定,对比填土完成时土压力减小了52.12%;涵侧竖向土压力和水平土压力总体上均随着时间逐渐增大并趋于稳定,涵侧上部范围内最终水平土压力比填土完毕时增长了28.32%;基底土压力也是先增大后趋于稳定。实际工程中侧墙的设计应考虑EPS板蠕变引起水平土压力的增加,避免箱涵侧墙在长期使用中产生受弯破坏。

关键词：可发性聚苯乙烯板减载箱涵长期受力特征蠕变减载效果

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高填方减载式刚性涵洞受力特性模型试验研究

岩土力学 2020年第3期41卷 823-830页

作者：宋丁豹蒲诃夫陈保国孟庆达华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

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... 详细信息

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