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梯形沟埋涵洞顶部垂直土压力试验研究李永刚
第42 卷 第6 期 Vol. 42 No. 6
2011 年11 月 JOURNAL OF T AIYUAN UNIVERSITY OF T ECH NOLOGY Nov. 2011
*
: 1007-94 2( 2011) 06-0654-06
李永刚, 刘孝俊, 周泽涛
( 太原理工大学 水利科学与工程学院, 太原 0 0024)
: 在刚性地基和刚性涵洞条件下, 进行梯形沟埋涵洞土压力试验和理论研究, 得到回填
土体 沉降位移场、洞顶土压力分布、土压力系数 变化规律和理论计算模型。试验和理论研究表
明: 涵洞回填土体顶、底 沉降位移小, 最大沉降区处于涵顶填土高度 中部附近; 箱涵顶部土压力
为上凹形分布, 圆涵顶部土压力为上凸形分布, 前者土压力系数约为后者土压力系数 1. 07 倍。
: 涵洞; 土压力; 模型试验; 等沉面
: T U4 2 : A
确定涵洞顶部垂直土压力是涵洞 构设计的重
要环节。M-S 理论及现有涵洞土压力理论没能建
[ 1-7]
立梯形沟槽埋涵的土压力计算方法 。目前的研
究对高填方涵洞土压力和涵洞土压力减载关注较
[ 8- 1 ]
多, 而对常见的梯形沟槽埋涵土压力研究很少 。
M-S 理论及现有研究没能把沟埋式涵洞和上埋式
涵洞的土压力研究有机 合, 对比较常用的梯形沟
槽埋涵土压力只是近似处理; 在沟埋式涵洞土压力
计算简化中, 忽略涵洞两侧胸腔土体的下沉和承载
效应等。针对这些不足, 笔者就梯形沟槽埋涵顶部
的垂直土压力形成机理进行试验和理论研究。 1
1 模型设计 基。模型沟槽边坡用粘贴有沙子的活动木板制成,
视为粗糙沟壁, 通过板下砌体改变活动板的倾斜程
试验模型按平面问题设计, 不加填土表面外荷
度, 以模拟不同边坡的梯形沟槽。
载, 只对作用于涵洞上的填土压力进行分析。
模型填料为粒径小于2 mm 的干沙, 容重14. 0
模型试验在 1. 0 m @ 1. 0 m @ 1. 2 m 的自制模
~ 15. 0 kN/ m , 摩擦角 1b, 泊松比0. 21。
型箱里进行, 模型箱材料为有机玻璃, 外部由纵横角
在有机玻璃箱上刻划10 cm @ 10 cm 的格网, 用
钢加固, 有足够的刚度, 如图1 所示。模型试验取梯
模型箱上的坐标条和测微目镜( 0. 25 mm 精度) 测
形沟槽, 埋设箱涵或圆涵, 箱涵外部高、宽和圆涵外
量填沙的沉降位移。土压力计为16 mm @ 6 mm
径D= 10 cm, 梯形沟槽底宽为B , 取槽底宽比B/ D
的微型单膜电阻应变式全桥 构。在箱涵(
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