高填方涵洞竖向土压力计算理论和方法

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高填方涵洞结构设计新方法[1]

０．０４５ｍ＜０．６
ｔｙ：０．６×Ｔ０．４：０．１２
ｍ
ｒ。＝１．９２
ｍ＝８
ｋ＝～０．０４．３４／１２＝０．１１５
ｋ———————』型善———————一
单位：ｃｍ
图３
原涵洞结构设计
１＋（黹）２ｄ＝一＝————■■■■■＿＝一善＝蔫＝Ｕ“．８６”／
．６０
１＋（罢）２
式中，ｙ。为材料安全系数；扎为弯矩平面内截面的
１１．５／１．９２）×１０～：２
Ⅳ，＝２６０．７
ｋＮ（安全）
４原设计与新设计比较
施研究［Ｊ］．西安公路学院学报，１９８９，９（３）：２５—３３．［８］孙家驷．公路小桥涵勘察设计［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００６．［９］车宏亚．涵洞和水管结构设计［Ｍ］．北京：水利电力出版社，１９５８．［１０］公路桥涵设计手册编写组．涵洞（公路设计手册）［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１（ｔ９７．
所以在涵洞顶部填筑压缩性比填土大的柔性填料相当于减小了涵洞刚度可促使一d的形成图2从而使涵洞两侧外土柱对洞顶内土柱向下的附加不利摩擦力变为向上的有利摩擦力即通过洞顶卸荷填料引起填土中变形调整促使填土中产生土拱效应亦即使外土柱协调涵洞共同承担内土柱的自重压力达到减小涵顶垂直土压力之目的2
公路交通技术２００９年６月
ｃｅｒｔａｉｎｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，ｔａｋｅｎ
ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｇｕｒｅｓｏｕｔｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｆｏｒｃｕｌｖｅｒｔａｆｔｅｒｔｈｅｌｏａｄｓｈｅｄｄｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｗｉｔｈｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｃｕｌｖｅｒｔ
ＳＯ
ａｎｄ
ｃｏｍｐａｒｅｓａｆｔｅｒ
第３期Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

高填方涵洞地基处理范围的分析与计算

因此，地基处理在综合考虑沉降与涵洞受力时处理宽度宜取（２～３）Ｄ。
通过数值模拟，对处理宽度为（１～５）Ｄ时不同处理深度的涵顶土压力及涵体沉降进行研究，数值模拟结果如图６和图７所示。
７５０
罡７００芒
奋６５０
划懈６００匿靼５５０
５００Ｏｌ２３４５６７８处理深度／ｍ
图６处理深度与涵顶压力关系曲线
ｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，１３１（１）：２０一２７．
［６３顾安全，郭婷婷，王兴平．高填土涵洞（管）采用ＥＰＳ板减荷的试验研究［Ｊ］．岩土工程学报，２００５，２７（５）：
５００—５０４．
Ｆ７ｌ杨锡武，张永兴．山区公路高填方涵洞加筋桥减载方法及其设计理论研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，
从图５可以看出，处理宽度为１Ｄ，即仅处理基础正下方范围的地基时，由于基础两侧地基沉降大于加固区沉降，涵洞台背两侧填土相对涵体有一个
６５０
姜６３０
菩６１０
捌画５９０
悟ｇ
厘５７０
５５０Ｏ
ｌＤ
２Ｄ
３Ｄ
４Ｄ
５Ｄ
地基处理宽度
图Ｓ涵顶压力随地基处理宽度的变化
向下的位移，对涵体产生向下的拖拽力，使涵顶压力增大，此时涵顶压力比地基不处理时增大约１１％。当地基处理宽度大于２Ｄ以后，随着地基处理宽度的增大，涵顶垂直土压力急剧减小。
从尽量控制差异沉降的观点出发，应尽量使差异沉降值△Ｓ＝０，则由式（６）可得：
百Ｅｌ５６５—Ｅ５２如４５｜匕。３瓦２Ｅ０３一等一Ｅ３箬＝ｏ。
（”７）７
现场取土测试结果表明，下卧层土质为老黏土
及中风化岩石，加权平均模量约为Ｅ。＝２０ＭＰａ，代
入式（７）可得：

浅谈高填方涵洞施工技术

浅谈高填方涵洞施工技术摘要：本文主要对冲沟地形条件下高填方涵洞土压力计算，地基承载力验算与地基处理，减荷措施等进行了探讨。

关键词：涵洞；减荷；地基处理高填方涵洞是山区公路建设中经常遇到的工程,特别是在高等级公路建设中,由于线型要求高,深挖高填更是不可避免。

以贵州惠罗公路为例,路线全60km,全线共设126道涵洞,填土高度超过20.0m的占到1/3以上,最大填土高度达到45.6m。

从大量的工程实践看,超过20.0m的高填方路基,一般均是跨越冲沟而设。

本文针对冲沟地形条件下涵洞土压力计算,地基承载力验算,减荷措施等进行讨论。

1、涵洞垂直土压力计算高填方涵洞结构设计的控制荷载即垂直土压力。

垂直土压力计算,国内外采用的公式较多,计算结果偏差较大,而且计算过程较为复杂。

利用有限元分析时,参数选取的合理与准确程度,将对计算结果产生较大影响。

公路桥涵设计规范规定涵洞上垂直土压力按面内土柱重量计算,即σ=γH。

但此公式显然不能正确反映具体工况下涵洞的真实土压力。

因此,人们希望有一个简便的计算方法,同时能够考虑不同工况下涵洞土压力的影响因素。

影响涵洞土压力的因素很多,但各种因素的变化最终都将引起管顶平面内土柱与平面外土柱间的沉降差δ。

各种土压力计算公式的推导,实质上归结为对土柱沉降的分析与研究。

若以土压力集中系数表示,不同的计算公式最终可简化为: σ=KZγH,式中:δ——土体应力;KZ——土应力集中系数;γ——填土容重;H——填土高度。

当管顶面内土柱沉降大于面外土柱沉降(δ<0)时,将产生土拱作用,涵洞实际承受的垂直土压力将小于土柱重量,此时KZ<1;反之(δ>0),则产生应力集中,KZ>1;当面内外土柱沉降相等(δ=0)时,则KZ=1。

为此,在涵洞设计时,首先应根据场地地形条件,地基的地质条件,地基处理方法,结构物本身特性及填土土质和施工工艺等综合因素,定性确定涵洞平面内与平面外土柱间的沉降差δ的正负,从而判断土压力集中系数KZ>1,KZ<1或KZ=1。

高填方涵洞土压力分析及减荷措施

高填方涵洞土压力分析及减荷措施何超【期刊名称】《《山西建筑》》【年(卷),期】2019(045)017【总页数】2页(P138-139)【关键词】涵洞; 高填方; 土压力【作者】何超【作者单位】北京国道通公路设计研究院股份有限公司北京 100053【正文语种】中文【中图分类】U449.80 引言山区高填方涵洞有着长度长、填土高的特点，洞身受到的土压力大，相应的涵洞尺寸也较大，若设计时土压力计算过分保守，尺寸过大则导致造价高造成浪费。

若涵洞设计考虑欠缺导致尺寸偏小，可能出现涵洞承载能力不足，导致涵洞过早出现开裂等危害。

在保证其可靠性和耐久性的情况下能否做到经济合理，是高填方涵洞设计需重视的问题。

1 现行规范涵洞土压力计算涵洞土压力主要分为以下几类:1)散体极限平衡法；2)土柱法；3)压力集中系数法；4)卸荷拱法；5)根据变形条件以弹性理论为基础的计算方法。

我国现行的JTGD60—2015公路桥涵设计通用规范采用土柱法计算，JTG/T D65—04—2007公路涵洞设计细则则采用压力集中系数法。

在设计过程中，由于对涵洞土压力认识不足，若采用了相对偏小的荷载作为设计依据，结果造成涵洞承载力不足，过早产生病害。

由于公路涵洞多为混凝土结构，柔性管涵相对较少，混凝土结构刚度大，而土的刚度较小，因此涵洞上部的土位移小于两侧的土的位移，导致涵洞外侧的土对涵顶上方的土柱产生向下的托拽作用。

因此，涵洞顶也会受到外侧的土施加的向下附加应力，造成涵洞所受的土压力大于涵洞上部的土重，涵洞与土作用机理可见图1。

涵洞所受的土压力并不等于其上土柱的重量，而是相对洞身上方土重较大，根据相关研究表明，涵洞承受的土压力约为上方土重的1.3倍～2.0倍[1]，因此，欠缺合理的计算将导致设计涵洞的承载力不足。

我国JTG D60—2015公路桥涵设计通用规范中，涵洞土压力采用土柱法计算，竖向土压力qv=γH，水平土压力Hq=tan(45°-φ/2)×γH。

高填方涵洞分层回填的数值模拟和土压力分析

ｍ、高４ｍ，圈厚度５ｍ，形涵洞断面形状矢拱０ｃ箱
图１卵形拱涌位移场云同
取相同的净宽和矢高，土高度均为１．填３６ｍ。土
体的本构关系取理想弹塑性ＤｕｋｒＰａｅｒｃｅ— ｒｇｒ模
模量为２．Ｐ，８０Ｇａ？比０１７容重２Ｎ／。白松．６，４ｋｍ。
位移。然两者的结果是不同的，显只有正确地模拟
分层回填的过程才能得到正确的土压力Ｉ。大型通用有限元分析软件ＡＮＳ，ＹＳ具有独特的生死单元功能，以很方便地模拟涵洞土体的可分层回填过程。在模拟涵洞分层吲填时，首先建立
位移和应力，分层回填时，层土体的重力只对但本下层土体产生影响，会对卜土体产生应力和不层
计算模型的参数如下：土容重ｙ为填１Ｎ／，松比为０２１弹性模量为１．８ｋｍ。泊．７，５０ＭＰ，ａ摩擦角为３。粘聚力为３Ｐ。凝土弹性５，５ｋａ混
所示，比较图１层模拟回填和图７整体计算２分种
不同计算的位移场云图，分层模拟的最大竖向位
移为７５ｍｍ，生在填土高度１２，体计算的发／处整最大竖向位移为１８ｍｍ，生在回填土体最上层２发
维普资讯
交通与计算机２００８年第１期第２６卷总１０期４

对高填土涵洞土压力各种计算方法的对比分析_郭婷婷

对高填土涵洞土压力各种计算方法的对比分析_郭婷婷Indust rial Const ruct ion V ol.40,Supplement,2010工业建筑 2010年第40卷增刊对高填土涵洞土压力各种计算方法的对比分析*郭婷婷1,2(1 中国地震局地质研究所,北京100029;2 山东省地震局,济南250014)摘要:截至目前,针对涵洞垂直土压力的计算方法已有几十种,不同方法的计算结果往往相差甚远。

究竟哪种方法比较合理,且接近实际,对此,从涵顶平面内外土柱沉降差( )这一综合性参数入手,结合某两工程测试实例,对各种方法进行了统一计算,并与实测值对比,并作综合理论分析,从而为今后统一各部门的垂直土压力计算方法提出了建议。

关键词:高填土涵洞;垂直土压力;计算方法;沉降差STUDY ON CALC ULATION METHODS OF SOIL PRESSURE OF THE C ULVERT UNDER HIGH FILLGuo T ing ting 1,2(1 Institute of G eolog y,China Earthquake Administr ation,Beijing 100029,China;2 Earthquake Administr atio n o f Shando ng Pr ov ince,Jinan 250014,China)Abstract:U p to date,ther e hav e alr eady sev eral dozen kinds of calculation methods of v er tical soil pressur e of culver ts,and the results of different methods differ ex tr emely Ho wever which metho d is mor e r easo nable and is clo se to actual condition?T her efo re,In this paper ,fro m settlement difference between inside and outside soil column on the to p o f culv erts( ),combine w ith test ex amples o f two engineer ings,all kinds of methods ar e calculated unifo rmly,and their results ar e compared w ith the measur ed o nesand also analysedtheor etically It is put fo rw ard the sug gestio ns o n unifying calculation met ho ds of v ertical soil pressur e Keywords:hig h fill culvert ;ver tical so il pr essure;calculatio n method;settlement differ ence*国家自然科学基金(40821160550)和山东省地震局博士科研项目资助。

高填方涵洞顶垂直土压力影响因素分析

填土高度／ｍ
填土小，因此可以减小涵洞的内外土柱沉降差，从而减小涵顶附加土压力。另外，关于涵侧回填卵石
图２ＭＸ１计算值与实测值比较
的厚度，本文先后计算了１涵高（）／涵高，４２ｎ、１Ｉ２
科圄复ｌ接葡竺塑
据文献［，取填土与涵洞间的摩擦系数为０。在８］．２有关涵洞结构受力分析的论文中，许多数值模拟计算，无论使用的分析软件是ＭＲＡＣ和ＦＡ。还是ＬＣＡＳＳＮＹ，都采用的是整体计算进行分析，即假设在瞬时将全部载荷施加到整个结构上，而不考虑实际
施工中荷载的逐级施加。与之相对的分层加载计算则能体现结构和回填土体本身应力和变形随施工过
见图４。 ‘
符，由此可知，分层计算比整体计算的结果更接近
州
实际情况，本文分析采用是分层计算的方法。
＼
３结果分析
３１模拟结果与实测资料比较．
趟
文献［的涵顶垂直土压力值为３号和３８６】１８２号
土压力盒测得，将ＭＸ１案计算的土压力值与现方场实测值进行了比较，见图２。
程的变化，更好地体现了材料的非线性，因此符合
实际。ＡＳＳ软件中单元生死控制正好可以用来ＮＹ模拟填土的过程同。笔者分别采用整体法和分层法
图３填土沉降差示意图
计算Ｍ，其中分层计算应按１／Ｘ１层加载，总共ｍ分了２层，两种计算的位移云图显示。整体计算５的最大位移出现在填土表面，越向下位移越小，这

高填土涵洞垂直土压力分布规律研究

ｖｒｉａａｔｒｓｕｅｃｎｃｎｒｔｓａｈｏｆｏｉｈｆｌｃｌｅ．ａｄｔｏｃｎｒｔｏａｔｒｏａｈｐｅｓｒｓｅｔｃｌｅｒｈｐｅｓｒｏｅｔａｅｔｔｅｒｏｆｈｇｉｕｖｒｎｈｅｃｎｅｔａｉｎｆｃｏｆｅｒｒｓｕｅｉｌｔｔｇａａｌｎｒａｉｇｗｉｈｔｅｉｃｅｓｆｆｌｉｇｈｉｈ．Ｗｈｎｔｅｆｌｎｅｃｅｅａｎｈｉｈ，ｔａｈｐｅ一ｒｄｕｌｙｉｃｅｓｎｔｈｎｒａｅｏｉｌｎｅｇｔｅｈｉｉｇｒａｈｓａｃｒｉｅｇｔｈｅｅｒｒｓｌｔｔ
向量．即为总评判结果。
３４３评判结果的处理．．
首先将评判集中各元素进行量化，然后用公式尸ＢＶ算得结果，根据结果，即可判定该项目＝计＿＝
社会经济影响的效果。
４结语
价指标体系研究ｆ］庆交通学院学报，２０Ｊ．重０６，
Ａｂｔａｔａｅｎｒｃｎｔｃｉｒｊｃｏｈｎｚｏ — ｕｙｎｘｒｓａ，ｔｉｐｐｒｕｅｕｅｉａｓｒｃ：ｓｄｏｅｏｓｕｔｎｐｏｔｆＺｅｇｈｕＬｏａｇＥｐｅｓｙｈｓａｅｓｓｎｍｒｌＢｒｏｅｗｃ
ＢＡＩＷｅ— ａｇ．ＨＥａ — ｎｉｆｎＣｈｏｑｕ（．ｎｎＴａｓｏｔｔｎＲｅｅｒｈＩｓｔｔｏ，ｔ．Ｚｅｇｈｕ４００，ｈｎ；．ｎｎＰｏｉｃａｍｍｕｉａｉｎｌｎｉｇ１ＨｅａｒｎｐｒｉｓａｃｎｔｕｅＣ．Ｌｄ，ｈｎｚｏ５０６Ｃｉａ２ＨｅａｒｖｎｉｌａｏｉＣｏｎｃｔｓＰａｎｎｏＳｒｅｕｖｙ＆ＤｓｇｎｔｕｅＣ．Ｌｄ，ｈｎｚｏ５０２ＣｉａｅｉｎＩｓｔｔｏ，ｔ．Ｚｅｇｈｕ４０５，ｈｎ）ｉ

沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算方法

沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算方法李盛;刘亚朋;何川;王焕;王起才;马莉【摘要】针对明洞洞顶垂直土压力计算公式的不足,综合考虑大、小边坡坡角,推导沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算公式.采用荷载等效方法,将数值计算的明洞顶土压力的抛物线型分布荷载转化为均布荷载,与统一公式计算得到的均布荷载进行对比,验证统一计算方法的正确性.取20°的小坡角沟槽,利用统一计算方法研究填料性质、明洞与沟槽宽度比等参数的敏感性对土压力的影响.结果表明:小坡角沟槽情况下,填土内摩擦角、黏聚力以及沟槽与明洞宽度比对明洞洞顶土压力基本无影响;填土模量增大可以减小土体压缩相对变形量,减轻明洞洞顶应力集中现象.因此,在实际小坡角沟槽明洞工程中,应尽量提高土体压实度,减小明洞结构受力.【期刊名称】《中国铁道科学》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】7页(P1-7)【关键词】明洞;沟槽式;高填黄土;土压力;滑裂面;计算方法【作者】李盛;刘亚朋;何川;王焕;王起才;马莉【作者单位】兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,甘肃兰州730070;兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,甘肃兰州730070;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;中铁十四局集团有限公司,山东济南250014;兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,甘肃兰州730070;兰州工业学院土木工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】U452我国黄土高原地区沟多坡陡、地形起伏破碎、土地资源紧缺且分布不连续。

为了缓解城市用地紧张、满足铁路建设中较高的线性要求，填沟造地，整合土地资源。

这将不可避免对沟槽式铁路明洞进行高回填。

然而，目前国内外尚没有适合于沟槽式明洞土压力的统一计算理论。

合理计算作用于沟槽式明洞洞顶土压力，一方面，可以优化新建铁路明洞结构，使设计更加合理；另一方面，一定程度上减少竣工后可能出现的病害，增加铁路运营中的安全性。

竖向土压力计算公式

竖向土压力计算公式
土压力计算公式有：
1、主动土压力计算：大主应力σ1=σv=γz，小主应力σ3=σh，主动土压力强度σa=σh；
2、被动土压力计算：大主应力σ1=σh，小主应力σ3=σv=γz，被动土压力强度σp=σh。

土压力：建筑学术语，指土体作用在建筑物或构筑物上的力，促使建筑物或构筑物移动的土体推力称主动土压力；阻止建筑物或构筑物移动的土体对抗力称被动土压力。

土压力随挡土墙可能位移的方向分为主动土压力、被动土压力和静止土压力。

土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。

高填方路基涵洞的土压力及涵洞结构力学分析

高填方路基涵洞的土压力及涵洞结构力学分析摘要：在不同边界及不同填土高度条件下，对涵洞结构与填土的土压力进行力学分析，结果表明：在不同边界条件下，作用于涵洞顶部与涵台外的土压力随着高度的增加而呈非线性的变化规律；另外，边界条件对涵顶土压力的影响不明显，而对涵台外土压力有显著影响。

关键词：高填方涵洞；力学分析；边界条件；填土高度目前，随着公路行业的发展，高填方涵洞成为在山区高等级公路中快速发展的一种优越性的排水结构物，与低填方（通常填土高度在20m 以下）涵洞以及其它的填埋地下管道相比，它具有地基沉降比较高，工程量及工程造价大；在涵洞所处位置，其地形条件的变化较大，另外涵洞需要承受较大的土压力等特点，因此研究分析高填方涵洞在不同边界条件及不同的填土高度条件下的力学作用具有重要的指导意义。

1. 实验方案设计及装置依据道路工程中较为普遍的涵洞位置与边界条件，分析在不同填土高度条件下，土压力的变化的规律以及涵洞的边界条件对涵洞的受力影响，本研究选取了狭窄沟谷地形与宽坦地形两种常见的边界条件进行模拟分析，对不同填土高度情况下涵洞顶部土压力和涵洞台外土压力进行测试分析，其中，坡比1：0.35和1：0分别为狭窄沟谷地形岸坡和宽坦地形岸坡（岸坡对土压力不产生影响），岸坡采用木板形成，其表面粗糙并且稳定，对边界条件的建模如图1-2 所示；涵洞结构模型的形式为盖板涵形式。

涵洞模型的材料用有机玻璃制成，机构尺寸为：长40cm，净跨径12cm，盖板的厚度为0.7cm，模拟的跨径为2.4m，其结构形式可以更好的模拟实际应用形式，如图3 所示。

图1 狭窄沟谷地形(S1) 图2 宽坦地形(S2)图 3 涵洞模型结构依据模拟的加载与相似的分析条件，最终确定结构模型的几何尺寸相拟为1：20，模型的高度为100cm，厚为40cm，选取模拟原型的最大填土高度为50m，当模拟额高度高于20m时，利用反力架的加载替代模型填土高度增加的那一部分重量，因为涵洞模型结构的尺寸与整个填土的高度相比较小，加载替代在上部分模型的填土对传递的土压力和涵洞周边的应力不会产生明显的影响；在模型中的填料粒径选用小于3mm的岩土，其岩土的湿容重为13KN/m3，含水率为10%；高填方路基涵洞的填土施工过程分为两种，一种是分层填土，另外是连续填土，观测填土过程在荷载的条件下，不同填土高度对涵洞土压力的变化规律。

浅论涵洞上土压力的计算方法

第Ｏ期（１总第３４期）４
吉林
水
利
２１年００１１月
［文章编号］１０－８６（０１１０１－２０９２４２１）０－０９０
浅论涵洞上土压力的计算方法
谢亨旺。马宾
ｆ西省赣抚平原水利工程管理局，江西南昌３０９）江３０６
【稿日期］２１Ｌ０１收Ｏ０＿Ｌ１１．［者简介］谢亨旺（９９）男，大学本科，工程师。作１７一，１ — ９
一
吉林水利
浅论涵洞上土压力的计算方法
谢亨旺等２１年Ｏ０１１月
固定值，其可变值为ｚ、Ｂ。当不变时，６及ｒｘ
［要］涵洞由于结构设计缺乏较合理的土压力计算理论导致了高填方涵洞结构不安全或过分保守浪费，本文摘
主要介绍了沟埋式和上埋式涵洞垂直土压力计算方法。
［关键词］涵洞上；土压力；沟埋式；上埋式［图分类号］Ｕ４９中４［献标识码］Ｂ文
变化直线增大。其主要原因为土压力随着涵洞
上方土层高度日的增大而增大。
２上埋式涵洞
在天然地基上埋式涵洞，由于涵洞顶上的填土与两侧填土之间的沉降不同，对涵洞上的填土
受到向下的剪切力，因此，作用在涵洞上的土压

高填涵洞垂直土压力分布规律的数值模拟分析

涵顶填土第五层涵顶填土第四层涵顶填土第三层涵顶填土第二层涵顶填土第一层
混凝土，盖板现场分节浇筑。涵顶最大填土高１．７００ｍ。涵洞布设土压力盒和沉降标志，在路基填筑过程中进行监测。数值模拟采用ＦＡ如软件进行。根据原型工程ＬＣ情况，并适当简化，建立三维数值模型如图１。参照文献［］１，沿线路纵断面布置一监测断面，在填土过程中监测垂直土压力。
本文在前人工作的基础上，采用数值模拟方法，建立三维数值模型，根据现场实测资料验证模型的合理性，对涵洞垂直土压力分布规律进行研究。
１模型设计１１模型概况．某高速公路一高填钢筋混凝土盖板涵… ，地基为砂岩，施工挖除局部软弱层１～２ｍ，换填砂砾至设计标高。基础为整体式Ｃ５片石混凝土，墙身为Ｃ０１２
图３垂直土压力系数对比图
ｆ｝
现场实测值１的工况为涵侧采用砂卵石回填，涵顶铺６ｍ厚松砂与松土（０ｃ保护土压力传感器）；现场实测值２的工况为涵侧采用砂卵石回填，涵顶铺设１ｍ厚ＥＳ板材，即膨胀性聚苯乙烯泡沫塑料板。０ｃＰ由图３可以看出：①涵侧采用体积模量较大的砂卵石回填对减小涵洞平均垂直土压力系数有一定的效果，本例降低涵洞平均垂直土压力系数５％～１０％，但由于其刚度仍远小于涵洞本身的刚度，所以在涵顶未采取减载措施情况下，平均垂直土压力系数仍大于１；② 涵顶采用１６ｍ松土（３组工况）．．第、３６ｍ松土（４组工况）均能对涵顶平均垂直土压力系数产第生较大的影响，使其降低至０６左右。而涵顶铺设．３６ｍ松土与铺设１６ｍ松土对垂直土压力系数的改．．善作用相差不大，约在１０％以内；③ 数值模拟未完全模拟现场实测工况，但从几组试验的对比来看，数值模拟基本能反应真实的垂直土压力系数变化规律。２２涵顶垂直土压力分布规律．垂直土压力监测点沿线路纵断面涵顶共布设５个，涵顶两侧各布设３。填方高９６ｍ时，各组工个．况土压力分布如图４由图４可以看出，第１。、２两组工况涵顶垂直土压力明显大于涵顶两侧垂直土压力，但涵顶垂直土压力并不是均匀分布，中心处垂直土压力值小，两边大，整体呈 “ Ｍ”形分布；而第３、、４５组工况涵顶垂直土压力明显小于涵顶两侧垂直土压力，涵顶垂直土压力仍然不是均匀分布，中心处垂直土压力值小，两边大，整体呈 “ Ｖ”形分布。２３土拱效应对涵顶垂直土压力的影响．图５是第１组工况、第３组工况数值模型监测断面的主应力分布情况，由图５（）可以看出，由于ａ涵洞刚度较侧面填土刚度大，因此，涵顶以上一定范围内大主应力方向均指向涵顶，造成涵顶垂直土压力

高路堤涵洞土压力计算方法研究

表１ｋ取值表
压力随填土高度的变化规律隋，况如图１图２、所示。１
肋
ｋ
Ｏ１ｌ０．．５
１４１．Ｊ．ｏ２
１
１４．
２
１５．４
３
１．５
４
１５．４
肋
ｋ
５ｆ６
１ｌ＿．１４４３
设置排水设施及设置抗滑桩、洞内衬砌加强的综合
［戴自抗滑桩滑坡推力和桩前滑体抗力分布规律的研２］航．
究叨．岩石力学与工程学报，０２）５７５１２０（：１— ２．４
ＴｈｎｓｉｅＴｒａｍｅｔａｄＡｎｌｓｓｏｎｓａｎｅｉｅＬａｄｌｅｔｎｎａｙｉｆＨｅｇｈｎＴｕｎｌＥｘｔｄ
第２总第２５期（１期）
２１年４月０２
山西交通科技
Ｎｏ２．ＡＤ．ｒ
ＳＨＡＮＳｍＮＣ＆ＴＥＨＮＯＧＹＯＦＣ Ⅺ ＣＥＣｏＬＯＭＭＵＩＡＩＮＣＴＯＮＳ
高路堤涵洞土压力计算方法研究
陶云川
（山西省交通建设质量安全监督局，太原山西０００）３０６
７
１．３
８
１５．２
９大等Ｏ于于１
１．２１５．１
该公式虽然考虑了涵顶土压力集中现象，但计算属于经验系数法，公式中系数没有明确的物理意义，其中对涵顶土压力集中系数影响最大的填土物
理力学性质并没有在计算公式中得到体现，因此铁路规范中的计算公式不能反映土压力随填土高度变

山区高填涵顶垂直土压力现场测试及计算研究

和非线性土压力计算方法，研究作用于高填涵顶垂直土压力的计算问题，为实际工程的设计和施工提供合理有效的指
导与建议。
关键词：高填涵洞；直土压力；垂沉降；回归分析
随着我国西部大开发战略的迅速推进，山区高填涵洞已广泛使用于交通、水利及市政工程等基础设施领域，其顶部垂直土压力是涵洞结构设计时的主要计算荷载。目前不同行业及部门的涵顶土压力计算结果相互之间出入很大ｌ，１且不考虑开挖边～坡对土压力的影响；同时，国内外对高填涵洞 “ 土拱 ” 的形成、拱 “ 效应 ” 对结构物受力的影响以及如何考虑“ 拱效应 ” 具有不同的观点。如果涵顶荷载计算值偏小，设计的结构就不足以承受涵顶所
浪费。文献Ｅ］３表明，营中约有６．的涵洞出现裂缝，中运３５其７为纵向裂缝。为确保涵洞结构物的安全可靠和经济实用性，０
如何准确计算涵顶垂直土压力已成为指导工程实践的关键问
题。
设计和施工提供合理指导和建议，该工程进行了涵顶垂直土对
围内应尽量避免强夯或不当施工而造成仪器破坏，土高度每填
实填土现场施工情况，只讨论涵洞上部的填土荷载对涵洞的影
响。
１１《．铁路桥涵设计基本规范》
铁路规范对于涵顶的填土荷载计算有如下规定Ｊ－：
竖向压力：Ｐ一ｋＨ（）１
－
ｋ
根据Ｈ／（ＤＤ为涵洞外部宽度）确定的系数，而对经久

竖向分层土主动土压力的分析与计算

第 35 卷第 2 期 2019 年 6 月
交通科学与工程
JOURNAL OF TRANSPORT SCIENCE AND ENGINEERING
Vol.35 No.2 Jun. 2019
文章编号：1674 − 599X(2019)02 − 0001 − 05
竖向分层土主动土压力的分析与计算
PAN Feng, CHEN Wen-sheng, DING Bo, FANG Peng
(School of Civil Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, China)
Abstract: Based on the law of the correlated flow, the static equilibrium of vertical layered fill behind retaining wall is established, and the functional expression of the angle between sliding surface and vertical layered active earth pressure is derived. The magnitude and distribution of active earth pressure are calculated by limit equilibrium theory. The results show that the earth pressure of vertical soil layer distributes linearly along the wall, the angle between sliding surface and active earth pressure is decreased with the increase of friction angle of wall and soil, and the distance between active earth pressure action point and wall bottom is also increased. The method provide a reasonable way for calculating the actual situation of retaining wall engineering. Key words: horizontal stratification; vertical stratification; retaining wall; backfill; limit equilibrium theory