[硕士]高填方涵洞选址选型及地基承载力探讨_pdf
高填方涵洞
主讲：李 林
重庆海特科技发展有限公司 PCVX项目组
1 8/8/2012
3、高填方涵洞的设计
基于经验的上部土压力计算 高填土分离式和整体式源自础基于土力学的上部土压力计算
地基承载力的一些影响因素
2 8/8/2012
基于经验的上部土压力计算(1)
3 8/8/2012
基于经验的上部土压力计算(2)
10 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(2)
11 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(3)
12 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(4)
13 8/8/2012
4 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算(1)
5 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算 (2)
6 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算 (3)
7 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算 (4)
8 8/8/2012
高填土分离式和整体式基础
9 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(1)
高填土涵洞和软土地基涵洞设计关键问题分析
高填土涵洞和软土地基涵洞设计关键问题分析王敏【摘要】在涵洞施工中, 软土地基涵洞和高填土涵洞的设计是重点和难点. 在进行设计时, 需要计算高填方涵洞的压力, 然后针对性的提出减荷方法, 采取相应的地基承载力提升措施, 保证涵洞的施工质量.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2016(042)001【总页数】2页(P108-109)【关键词】高填土涵洞;软土地基;涵洞设计;关键问题【作者】王敏【作者单位】四川省交通运输厅交通勘察设计研究院, 四川成都 610000【正文语种】中文【中图分类】U449.1高填土涵洞土的压力非常大，以前的设计理念根本不能满足对土压力的研究要求，若只是按照理论计算值进行施工，很容易造成成本资金浪费。
在以往的工程应用中，有很多施工单位出现了软土地基承载力不够，涵洞设计没有结合实际地质要求等情况，从而引发了各种涵洞病害。
而选用大面积混凝土浇筑容易开裂、经验配筋过多。
实际设计中经常因为设计者不能因地制宜或不够重视地质条件，导致地基处理措施难以实施的情况。
由此可见，正确地优化涵洞设计，因地制宜选用合理措施，在提升设计质量和节约工程成本方面有着非常关键的作用。
对于高填土涵洞来说，垂直方向土体压力是影响结构设计的主要因素。
不同的地区，在解析垂直土压力的时候，设计的方法存在着很大的差异。
但其计算过程都非常繁琐复杂。
与此同时，计算结果的精准程度完全取决于参数的选择是否合理。
公路桥涵设计的要求在于，对涵洞上的垂直土压力进行计算时，要严格依照涵洞内土柱的重量开展。
然而，由于目前现有的计算方法都不能准确合理的测量出实际施工中涵洞的土压力，因而有必要研究出一种更为简洁、方便的计算方法来弥补实际施工过程中的不足，而且这种新方法可以适用于任何状况的测量涵洞土压力。
分析造成涵洞土压力的影响因素，可以通过土压力集中系数来进行表述，最终的计算公式是：式中，Kz为土体应力集中系数；σ为土体应力；H为填土的总高度；γ为填土容重。
山区公路高填方涵洞地基承载力研究综述
山区公路高填方涵洞地基承载力研究综述
吕帮明
【期刊名称】《《青海交通科技》》
【年(卷),期】2018(000)006
【摘要】在山区复杂地形修建高等级公路时,为解决线形技术标准和排水需求,而建的高填涵洞却因国内外国内外对于高填方构筑物的地基的设计与计算的相关理论与实际工程的情况不相匹配,使得涵洞因地基问题的事故时有发生。
对国内外现有的高填方涵洞承载能力研究成果和现状进行介绍,希望能够对高填方涵洞地基承载能力的设计起到的一定参考价值。
【总页数】5页(P91-95)
【作者】吕帮明
【作者单位】重庆交通大学重庆400074
【正文语种】中文
【相关文献】
1.山区公路高填方涵洞土压力计算理论研究综述 [J], 杨锡武
2.高填方涵洞地基承载力分析 [J], 梁鹏
3.山区公路高填方涵洞地基承载力研究综述 [J], 吕帮明
4.高填方涵洞地基承载力与稳定性及确定方法 [J], 冯忠居; 成圆梦; 李少杰; 董芸秀; 郝宇萌; 王景奇
5.基于埋深效应与宽度效应的高填方涵洞地基承载力计算 [J], 陶庆东;何兆益;贾颖因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高填方涵洞关键问题探讨
高填方涵洞关键问题探讨摘要：在山区公路设计过程中，受平纵指标及填挖平衡的限制，高填方工程是无法避免的，为了满足路基横向排水或被交道路交通要求，需要设置涵洞。
高填方涵洞由于上覆土层厚度大，垂直土压力大，巨大的压力容易使混凝土开裂破坏。
上覆土层厚度大，对地基承载力的要求也高，而且容易发生不均匀沉降，导致涵内积水甚至裂缝，严重影响了涵洞的正常使用。
由此可见，在设计高填方涵洞时，如何确定高填方土压力分布状态，有效地减小涵洞上的垂直土压力，提高地基承载力及涵洞基础设计是首要解决的问题。
关键词：高填方涵洞减载承载力基础设计1、高填方涵洞的定义及特点我国的公路桥涵设计规范，对于高填方涵洞并没有明确定义。
而根据我国路基设计规范，把填方高度超过20m的填方路基定为高路堤，故在高路基底部修建的涵洞也就是高填方涵洞。
高填方涵洞具有土压力较大，对地基沉降要求高，工程造价高以及出现问题后，加固维修难度大的特点。
2、合理确定高填方土压力分布状态目前在涵洞设计中存在两个误区。
一方面，如果在涵洞设计过程中过于保守，采用过大的安全系数，那么为了使地基承载力满足设计要求，往往需要投入大量的人力和物力进行涵洞地基的处理，同时造成涵洞顶部填土压力更加集中，这种做法是不经济的，也是不合理的。
另一方面，如果对涵顶“土拱效应”认识不足，没有考虑到高填方涵洞拱顶的土压力集中现象，得出较小的土压力，从而导致结构物因强度不够而开裂，或因地基承载力不能满足实际受荷要求，而导致基底沉降和不均匀沉降过大，造成涵洞结构物顶部拉裂或路面开裂，有些涵洞还可能出现中部沉降值较大，造成涵洞内积水甚至基础开裂的情况，严重影响涵洞的正常使用。
因此，合理确定高填方土压力分布状态成为高填方涵洞设计和施工中的首要问题。
在实际工程设计中，需根据地基条件不同，选择不同的竖向土压力计算方法。
当涵洞周围为非软土的稳定地基时，涵顶填土与涵台外填土的沉降差很小。
由沉降差引起的附加剪应力很小，可以忽略，此时若填土高度较低，可采用土柱法计算。
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。
高填土和软土地基中的涵洞设计问题的处理
高填土和软土地基中的涵洞设计问题的处理摘要：涵洞是道路工程中的重要组成部分，合理的设计对于提高工程质量而言有重要的意义。
在现阶段的道路建设中，易遇到高填土和软土地基，地质条件特殊，对涵洞设计水平提出较高的要求。
鉴于此，考虑高填土和软土地基的特殊性，重点分析在此类地质条件下的涵洞设计问题，探寻相应的解决对策，包含涵洞形式的选择、现场地基的加固处理等，以提高涵洞设计水平，促进工程建设工作的有效开展。
关键词：高填土；软土地基；涵洞设计1涵洞设计中的问题分析1.1涵洞位置的选择在目前的设计方案中，一般都是在峡谷中部地区进行山间涵洞的选址，而这一地区又是软弱地区，给工程施工造成了较大的困难，并对以后的工程应用造成了很大的安全隐患。
由于山谷中部为黄土所覆盖，因此，尽管在表层有2～3米厚的泥岩层，但在下部则以淤泥、砾石为主。
在具体的设计与勘察阶段，由于钻孔数量较少，导致勘察工作量大大增加，并对该区的地质调查状况有较大的认识。
有时候，在建筑工程的初期，可以将其与设计相结合。
但由于大量的土石方工程将会推迟建设调整的时间，同时也会带来一定的经济损失。
1.2采用材料更新过慢在我国公路涵洞设计中，由于缺乏对传统设计方法的及时更新，有些设计已跟不上时代发展的要求，也不能满足高速发展的交通需求。
特别是在选材和形式上，有一种保守的倾向。
在公路涵洞的设计中，大部分采用的是水泥稳定沙基础，由于其基坑开挖比较深，往往对安全防护要做很多的工作。
在砌体和砌体基础的施工中，也存在着一定的缺陷，其耗资大，且人工成本高，对环境的损害也很大。
由于天然条件的限制，工程难以做到尽善尽美。
在施工中，会出现多种病害，危及工程的正常运行及涵洞的安全。
1.3涵洞设计定型图集多，标准不统一道路交通与工程建设设计机构的每个部门都有一套刻板印象（包括涵洞），公路运输和建筑设计单位的各个部门（包括管道）都有一套固定的模式，他们有自己的选择偏好。
不同路段采用不同的配置方法，相同部位的构件会产生不同的差异，从而造成工程人员后续工作的困难。
山区公路高填方涵洞地基承载力研究综述
山区公路高填方涵洞地基承载力研究综述吕帮明【期刊名称】《《青海交通科技》》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】5页(P91-95)【关键词】高填方; 涵洞; 地基承载力【作者】吕帮明【作者单位】重庆交通大学重庆400074【正文语种】中文0 引言因我国的地形地貌的特殊性，特别是西南部和西北部的，地势起伏比较大，高等级路的相关的技术标准使得高填方涵洞就急剧增多。
在欧美等发达国家，公路建设的环保要求尽量不破坏天然山体，所以有关高填方涵洞承载力试验的研究文献并不多见[1]，所作研究均是对低填土条件下涵洞的结构与受力[2-3]。
这就使得其受力、变形、沉降与稳定问题得到大部分研究人员的关注。
一般认为这些问题都是由于地基承载力所引起的，公路高填方路堤下，涵洞基底设计是基于承载力决定的，而承载力的大小是由上部荷载所决定的，这样就使得高填方涵洞所需要的地基承载力很高，但是在填土高度和地基所需的承载力的关系，即使在较好的岩层上就也很难达到，因此工程师们不得不采取较大深度范围的地基土换填或设置管桩等复合地基的方式对地基进行处理，但是这样设计得到承载力过于保守和浪费，因为不仅仅是岩层能提供承载力，其埋深，宽度效应，土体固结等因素也能提高承载力。
本文对国内外对高填方涵洞地基承载力研究进行介绍，为设计和研究提高参考。
1 山区公路高填方涵洞地基承载能力研究现状1943年太沙基(K. Terzaghi)在普朗特尔(Prandtl)研究成果之上通过对基础底面，地基土的重力以及基底以上两侧土体的假设，推导存在重力的条形基础在均质地基上承受中心荷载作用下的极限承载力。
通过对弹性楔体(如图1所示)静力平衡条件分析和推导，得到的太沙基公式，如下该公式中的NC,Nq，Nγ三个承载力系数可以通过太沙基给出查得该数值的曲线，但误差仍然明显。
图1 弹性楔体受力分析1951年梅耶霍夫(Meyerhof, G. G.)按照太沙基理论的基木假设，加入基底以上土体抗剪强度影响，并对太沙基理论进行改进后得到，此时的NC,Nq，Nγ为梅耶霍夫承载力系数，和太沙基公式不尽相同。
【公路涵洞设计及地基承载力分析研究】 涵洞地基承载力
《【公路涵洞设计及地基承载力分析研究】涵洞地基承载力》摘要：涵洞的定位与选择 1.1 涵洞的合理定位涵洞位置的合理确定要考虑河流的状态、地形及路线的平纵横设计、路基的排水等问题，此外还要考虑当地的地质资料， 2.1.1一般情况下涵洞应顺沟设置，一般河沟陡坡水急、历时短暂，冲刷及水毁严重，涵洞建筑材料应因地制宜，尽可能选用当地较为普遍的建筑材料[摘要] 涵洞是公路跨越沟渠及排除路基内侧边沟水流的主要构造物之一，也是沟通公路沿线原有农田排灌体系的重要手段。
涵洞具有造价低，设计、施工相对简单的特点。
如何设计好每道涵洞对整个项目有着至关重要的作用。
本文基于此，对公路涵洞设计进行了详细探讨。
[关键词] 涵洞设计；涵位；高填土；地基承载力 1 涵洞的定位与选择 1.1 涵洞的合理定位涵洞位置的合理确定要考虑河流的状态、地形及路线的平纵横设计、路基的排水等问题，此外还要考虑当地的地质资料。
涵洞位置的设置尽量保持河流的原有状态，斜度也尽量原有沟渠方向一致，在条件允许的情况下使涵洞正交布置，这样有利于泄洪，可以减少涡流的现象产生。
实际工程中，由于正交涵洞的工程量较少，故在野外勘察中若路线经过的两条或几条相距较近的溪沟，且流量又小，在地形上便于通过边沟和改沟相连。
涵洞设计要充分考虑到路基排水设计。
路基排水多数情况下最终是引至路基以外。
在不危及路基的稳定和产生边沟淤塞的前提下可以考虑改沟合并以减少涵洞的数量，同时可以节省总体造价。
涵洞位置的确定要结合地形和路线平纵设计。
当排除路基内侧边沟水，位置一般设在凹形竖曲线最低洼处附近；或者在路线纵坡由陡变缓处，这些位置容易产生急流和不利冲刷。
当路线通过较长的挖方地段或者低洼地段时。
涵洞的位置布置时应结合地质资料。
尽量避开滑坡、断层、崩塌或泥石流发育严重等不良地质地段。
若无法避开不良地质时，则地基必须根据涵洞实际地质情况进行特殊的加固设计。
1.2 涵洞类型的选择涵洞类型的选择应符合因地制宜、就地取材、安全经济、便于施工和养护的原则，同时，要结合地形、地质水文和水力条件等因素，综合考虑。
高填方涵洞地基处理探讨
高填方涵洞地基处理探讨摘要：高填方涵洞上填土荷载较大，过大的填土压力通常会引起涵洞基础沉降量过大，导致涵顶开裂，影响结构的安全和正常使用。
为了获得涵洞地基处理的合理方法，本文采取换填天然地基土的方式，模拟不同换填宽度和深度对高填方涵洞基础沉降量和地基承载力的影响，以便获得指导工程设计的理论依据。
关键词：高填方涵洞；涵顶土压力；地基沉降；地基承载力1.1 工程介绍涵洞位于屯留县某城际连接线上，设计跨径为2-4x5m，顶板厚1m，立墙厚度均为0.9m，承台高1.5m，涵顶填土为16m，为高填方箱涵。
1.2 几何模型简化和材料参数的选取（1）几何模型简化为了突出研究重点，几何模型进行了如下简化：①不考虑车辆荷载引起的竖向土压力，仅计算填土引起的竖向土压力。
②对于高填方涵洞可简化为平面应变问题。
③利用施工阶段来模拟土体的分层回填过程。
有限元计算模型如图1所示。
图1 有限元计算模型利用平面应变单元来模拟地基土、回填土及涵洞洞口外侧已完成的路基填土，采用梁单元来模拟箱涵立墙及基础。
（2）材料参数选取结合工程场地土工试验结果选取数值模拟所采用的计算参数如表1所示。
表1数值模拟所采用的计算参数材料名称下层粉质粘土中层粉质粘土上层粉质粘土天然砂砾涵顶上方填土混凝土弹性模量（KN/m2）100000 60000 45000 120000 100000 30000000泊松比 0.28 0.3 0.3 0.2 0.25 0.2容重（KN/m3）20.6 20.3 20.1 19.2 17.5 25粘聚力（KN/m2）15 15 15 0 10 -摩擦角（度） 30 30 30 35 23 -1.3 涵洞地基沉降计算（1）地基处理宽度对沉降的影响为了研究涵洞地基处理宽度对涵洞地基沉降的影响，本文采取换填天然地基土的方式来进行地基处理，换填后的地基土刚度E=10MPa其余土体及结构参数同表1，换填宽度B分别按照0m（即天然地基，不处理），8m，13m和18m来控制。
关于填方路基处涵洞的基础设计及地基处理
关于填方路基处涵洞的基础设计及地基处理刘喜远【摘要】山区公路填方路基处涵洞基础的设计是整个涵洞设计的重要组成部分,良好的地基处理方法及合理的基础设计是确保涵洞整体强度和稳定性的最有效方法.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2010(026)012【总页数】3页(P147-148,180)【关键词】填方路基涵洞;地基承载力;基础设计;地基处理【作者】刘喜远【作者单位】甘肃省交通科学研究所有限公司,甘肃,兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】U449.1随着甘肃省公路建设事业的快速发展,公路等级的提高,重型车辆的增加,设计荷载的加大,地基承载力要求不断提高,涵洞基础的设计要求越来越高。
涵洞设计中基础的选择既要适应上部构造的要求,同时也要适合场地工程的地质条件,并在技术和经济上采取合理可行的基础结构方案。
S208线洛门至马街 (武都段)公路区域地形、地质极其复杂,山体陡峻,雨季水毁严重,泥石流等地质病害频发。
全线路基宽度普遍不够,这就导致好多路基需填方后布设涵洞,路基填方处理的好坏,基础设计是否合理,将对涵洞、整个项目的安危及工程的造价有着极其重要的作用。
S208线洛门至马街 (武都段)公路有许多处路基需填方后布设涵洞,这里以K237+406.50涵洞为典型进行设计,K237+406.50涵洞为 1～4.00m ×4.00m明板涵,一半基础在填方路基上。
本涵处路基宽 9.1m,汽车荷载:公路 -Ⅰ级,设计速度: 30km/h。
地基基础的设计一方面要满足上部构造的要求,另一方面还必须满足地基土的变形和强度的要求,在设计中重视工程实践经验,就地取材、因地制宜地进行地基基础的设计。
地基基础的设计必须满足要求:1)必须满足地基土的抵抗剪切破坏和防止丧失稳定能力方面应具有足够的安全度,其设计通式:作用地基上的平均土压力p≤f(地基承载力); 2)基础沉降量△应小于地基的允许变形量[△];3)基础结构应有足够的强度、刚度及耐久性。
高填方路基涵洞通道计算
高填方路基涵洞通道计算探讨摘要：高填方路基是我国公路常见的一种形式，其涵洞通道设计的合理性直接影响到路基工程的整体质量。
为此，本文结合工程实例，重点围绕抗弯承载力验算、桥台受力分析、抗滑移稳定性验算、地基承载力验算及台身承载力验算等方面探讨了涵洞通道的设计工作，以供类似工程研究参考。
关键词：高填方路基；涵洞通道；桥台受力；地基承载力随着我国社会经济建设步伐的加快，国家加大了对城乡基础设施建设的投资力度，特别是交通道路基础设施的建设。
目前，道路建设工程中普遍存在主要公路干道跨越农村公路的情况，在遇到高填方路基时往往需要考虑到涵洞通道上下部结构的受力情况，这其中就包括了汽车荷载计算和土压力计算。
如果高填方路基涵洞通道计算分析缺乏合理性，不仅会影响到道路建设工程的造价及整体质量，而且也会给行车安全带来一定的安全隐患。
因此，建设单位必须做好高填方路基涵洞通道的计算及设计工作。
有效宽度法是一种简化计算方法，指的是假定车轮荷载产生的效应由上部结构（整体现浇实心板）和下部结构（台身和基础）的有效宽度a来承受，取单位有效宽度进行计算，a参照jtgd62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》4.1.3条计算，其中覆土高度为h。
参照jtgd60—2004《公路桥涵设计通用规范》4.3.4条规定，扩散角采用30°。
1 工程概况2.2 单位有效宽度整体现浇实心板裂缝宽度验算根据jtgd62—2004中6.4条验算裂缝宽度，各参数的取值原则和验算步骤如下。
3 桥台受力分析台帽采用c30钢筋混凝土，台身采用c20片石混凝土，基础采用m7.5浆砌片石。
按照jtgd60—2004中4.2.3条规定，在计算倾覆和滑动稳定时，台前地面以下不受冲刷部分土的侧压力可按静土压力计算。
4 桥台基础抗倾覆和抗滑移稳定性验算5 地基承载力验算6 台身承载能力极限状态验算7 结语通过探讨高填方路基涵洞通道计算工作可知，有效宽度法是一项实用性较强的方法，但计算结果略显保守，主要体现在一下方面：①整体现浇实心板计算时，纵桥向汽车荷载有效分布宽小于计算跨径，便认为汽车荷载沿板全跨分布；②涵洞扩散至上部顶面的汽车荷载分布强度考虑的因素过于单一，使计算结果略显保守；③桥台高度范围内侧压力实际上应该是逐渐减小的，这也使得计算结果略显保守。
高填方涵洞地基承载力分析
高填方涵洞地基承载力分析梁鹏【摘要】在工程实践中,特别是在高填方情况下,为了使地基承载力满足设计要求,往往需要投入大量的人力和物力进行涵洞基底的地基处理,这种做法是不经济的.高路堤下的涵洞,填土相当于使涵洞基础具有埋深效应,可以显著提高地基承载力,深刻认识埋深效应有助于指导高填方涵洞的地基承载力的确定.如果对地基承载力修正认识不足,过分强调修正效果,会导致结构物因地基承载力不足,基底沉降和不均匀沉降过大,甚至引起结构物或路面开裂,影响道路的正常使用.因此,合理确定高填方路堤土压力分布状态、准确对地基承载力进行修正,成为高填路堤下构筑物设计和施工中的突出问题.【期刊名称】《四川建筑》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】2页(P89-90)【关键词】涵洞;地基;承载力【作者】梁鹏【作者单位】重庆市交通规划勘察设计院,重庆401121【正文语种】中文【中图分类】U449.1我国软土地基承载力的理论研究具有数十年的历史，对软土的基本工程性质进行了大量的试验，对我国分布的软土的物理力学性质有了基本了解。
为了系统阐述软土的特性及微观机理，我国著名学者高国瑞教授以电化学、胶体化学理论为基础，系统研究了软土的物质成分及微观结构，并分析了它们对软土工程的影响程度。
沈珠江院士从宏观角度对软土特性尤其是强度特性进行了系统研究，以大量的试验资料为依据，全面探讨了软土在不同应力条件下的应力应变关系及其表现出的强度特性，这些研究成果开创了软土工程的新局面[2-3]。
1992 年，赵燕明结合土层经建筑荷载压密后其强度参数有所提高的实际，假定饱和土地基由于其土中孔隙完全被水充满，当其渗透系数和排水条件给定以后，通过固结理论计算地基在某一阶段后的沉降量，进一步计算出基础以下一定深度内土的密度的改变量。
通过建立地基土的密度改变量与它的强度参数改变量之间的关系，在固结理论的基础上，建立起地基在发生了一定的均匀沉降后的承载力修正值的计算公式。
山区高填土涵洞设计与施工方法研究
山区高填土涵洞设计与施工方法研究摘要：随着交通基础建设快速发展，我国的公路从人口密集的平原向人口稀少的山区延伸。
这使得公路中的构造物随着地形条件的变化，在结构形式以及设计思路上发生了根本的转变，一般平原区构造物的设计原则再套搬至山岭区的构造物上，就显得不很合理。
本文首先介绍了高填土涵洞的特点、设计原则和设计方法，继而论述了涵洞布置及型式选择，然后阐述了地基处理方法，接着论述了相关的技术建议。
关键词：山区高填土；涵洞设计；施工方法Abstract: with the rapid development of transportation infrastructure, our country road from dense plain to the sparsely populated mountain extensions. This makes the highway slope with the change of the topography condition, in the form of the structure and design thought happened on fundamental change, general plain the design principle of the slope of the mountain again moved on the slope, it is very reasonable. This paper first introduces the characteristics of the GaoTianTu culverts, design principles and design method, and then discusses the culvert layout and type selection, then expounds the foundation treatment method, and then discusses the related technical advice.Keywords: mountain GaoTianTu; Culvert design; Construction method山区地形复杂，深沟、异型沟众多，公路跨越冲沟多以涵洞为主要方式，所以高填方涵洞在公路构造物中所占比例较大。
高填土和软土地基中的涵洞设计问题初探
高填土和软土地基中的涵洞设计问题初探摘要：高填土涵洞设计中，土的压力较大，如果按照传统的设计理念，无法满足对土的压力缓解，还容易造成材料的浪费，根据实践的案例发现，传统的理念配筋较为多，在大体积混凝土浇筑时较易发生开裂等问题；而软土地基涵洞的设计建设中，因实际地基的承载力较差，如果对工程施工地质等情况的考虑不完善，或对地基的处理不合理等，容易造成涵洞的病害，根据实践的经验反应出，因对软土地基涵洞设计的重视程度不足或未能做到对实地的真实考察，导致在处理地基的过程中容易出现困难问题，导致设计的变更量有一定程度的增加，既浪费了资源，也从一定程度上拉长了工程期。
关键词：高填土；软土地基；涵洞设计；问题；措施1涵洞概念涵洞是常见的功能性结构，可将其修筑在道路路基中，起到贯通两侧水流的作用。
根据规定，在具备一孔跨径小于5m或多孔跨径总长小于8m的条件时，均可视为涵洞；此外，对于箱涵和圆管涵，无关乎孔数、跨径、管径，均视为涵洞。
在道路工程中合理建设涵洞后，可将路基内侧汇水、边沟水流排出，同时能够连通道路沿线原有道路。
此外，市政工程中也常见涵洞的“身影”,其具有排除城市污水的功能，而稳定可靠的洞身还可穿过丰富的市政管线，为城市基础设施的建设提供良好的条件。
从涵洞的结构组成来看，集洞身、基础、洞口建筑于一体。
2高填土和软土地基中的涵洞设计策略2.1涵洞基础设计方法涵洞设计对公路稳定性和使用寿命的影响十分重要，因此涵洞的设计需要科学合理。
涵洞设计需要考虑施工现场的实际情况，包括地形、地质、水文等。
这些因素必须得到充分的考虑，以确保涵洞的建造不会对周围环境和公路造成不良影响。
涵洞的设计还需要考虑公路等级、应用性质、未来发展等因素。
设计时必须遵循安全、经济、美观、环保等原则，确保涵洞与周围环境相适应。
设计涵洞建造类型需要分析调查多种因素，包括涵洞地基承载能力、造价、筑路材料等。
这些因素会影响涵洞的建造成本和使用寿命。
涵洞基础设计需要考虑涵洞自身的重量、汽车活载和涵洞顶部及两侧填土形成的土压力。
山区高填方涵洞设计探讨
规范 给 出的公 式虽 简便但 不能反 应 出涵洞真 实
方案 。
精确 ， 但是 计 算过 程较 为 复杂 ， 用性 不 强 ； 式计 实 公 算 方法较 为简单 方便 ， 但其计 算结果 精度 不高 。 我们 设计 中一般 采用 公式计 算方 法 ，规 范给 出的计算 公
式 ：－ｙ ｏ Ｈ。 －
ｂ涵 洞 结构 的安全 性 设计 应 引起 足够 重 视 ， ） 根
山区地 形复 杂 ， 深沟 、 型 沟众 多 ， 路跨 越 冲 异 公
沟多 以涵 洞为 主要 方式 ，所 以高填方 涵洞在 公路构 造 物 中所 占比例较 大 。 山西是一 个多 山的地 区 ， 而在
ｆ 跨人 工 沟渠 的涵 洞 布设 应 以原 有 沟渠 为基 ） 兼 础 ，以不打乱 现有排 灌 系统为 原贝 ，必 要 时合 理合 Ⅱ 并 ； 跨越 非 人工 沟渠 的涵 洞按 照地 形 、 兼 排水 、 汇水
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计规 范》 《 、公路 圬工桥 涵设计 规范 》 中承 载能力 极限 状态 和正 常使用 极限状 态设计 的规定 ；涵 洞设计 应
采用 车辆荷 载 ， 洞结 构计 角度 出发 ， 结合 实践对 高
公 路涵 洞 的计 算 主要包括 土压力 的计算 、上 部 结构 的计 算 、 台 的计 算 、 口构造 的计 算 、 基 承 涵 洞 地 载力验 算等 。 高填 方涵 洞 的计 算 主要 是垂 直 土压 力 的计 算 ，
高填方涵洞设计相关问题探析
高填方涵洞设计相关问题探析【摘要】高填方涵洞设计可以说是公路建设当中会经常遇到的工程，尤其在山区公路建设当中。
高填方涵洞的设计是公路工程建设当中的难点问题，因为，随着社会主义现代化建设的发展需求，我国对于公路建设的质量、等级要求越来越高，比如对公路线路方面是有严格要求的，所以说在遇到特殊地形时，高填方工程是无法避免的。
高填方涵洞方面由于其工程量非常的大，受力又比较复杂而且必须要有一个稳定牢固的地基来承载，这些都是在高填方涵洞设计当中必须解决的问题。
要想使高填方涵洞的质量得到保证，就必须对高填方涵洞设计相关问题加以重视，因此本文从高填方涵洞的特点出发，在对高填方涵洞设计思路与方法进行分析探讨。
【关键词】高填方；涵洞；设计前言：因为叫高填方涵洞，自然这种涵洞涵顶具有填土高度大的特点，所以说用普通的涵洞设计在这种高填方状态下是不能满足的，必要全面、全新的解决高填方涵洞设计问题。
在进行高填方涵洞设计时一定要多方面进行考虑，其设计结构必须安全可靠，经济合理，工程造价少等等。
另外在涵底冲刷方面、涵洞长度方面、涵洞坡度方面等等也不许考虑周到，还有一点是最重要的就是对高填土条件下涵洞供效应的预算。
只有在设计上考虑周到，才能使高填方涵洞有质量的保证。
一、高填方涵洞的特点（一）地基沉降方面要求高首先来说，高天方涵洞在地基的沉降方面要求非常高。
高填方的涵洞基本形式主要有两个，一种形式叫做拱涵，还有形式叫做盖板涵，这两种形式各具特色，根据不同情况用不同的形式，其基本材料都是钢筋混凝土。
在这两种形式之下，如果地基不均匀，出现了沉降，那么导致的后果就是，涵台出现裂缝以及坍塌的情况。
当涵台出现这种问题时，路面紧接着也会有沉降的影响。
所以说要想使这种情况不出现，那么就必须加强地基的承载力以及均匀性。
因而高填方涵洞在地基材料方面都是采用基岩。
（二）工程量比较大、造价比较高之所以说工程量比较大，造价比较高，就是因为高填方涵洞填土高度比其他涵洞高，在涵洞长度方面也是其他涵洞无法比的。
涵洞地基承载力检测方法研究与应用
涵洞地基承载力检测方法研究与应用涵洞地基承载力检测方法研究与应用引言：涵洞是城市交通建设中重要的基础设施之一。
为了保证涵洞的安全运行，我们需要对其地基的承载力进行准确检测和评估。
本文将深入探讨涵洞地基承载力检测的方法，并分析其在实际应用中的重要性与挑战。
一、涵洞地基承载力的评估标准1. 传统标准传统上，涵洞地基承载力的评估主要依赖于现场观测和实验室试验。
通过钻孔、土样采集和室内试验等方法，确定地基土的物理力学参数，如密度、含水率、剪切强度等，再根据经验公式计算承载力。
然而，这种方法的局限性在于无法全面评估地基土的力学特性，并且需要耗费大量时间和人力物力。
2. 现代标准随着科学技术的发展，现代化的涵洞地基承载力评估方法逐渐得到应用。
其中，无扰动测试技术如静力触探试验和电测阻力法可用于实时监测地基土的力学性质。
地基位移监测技术和应力监测技术的应用也使得涵洞地基承载力的评估更加准确可靠。
二、涵洞地基承载力检测方法1. 静力触探试验静力触探试验是一种常见的涵洞地基承载力检测方法。
该方法通过探头嵌入地下土层，测量钻具推进过程中的阻力与钻进长度的关系，从而推断地基土的承载能力。
静力触探试验不需要开挖土壤，具有操作简便、速度快、数据获取快速的特点，广泛应用于涵洞地基承载力的评估。
2. 电测阻力法电测阻力法是一种基于土壤电阻变化来测量土体变形和承载能力的方法。
该方法通过埋设电极，流过电流并测量电阻来判断土壤的固结状态。
这种方法具有无损、高灵敏度、实时性强等优点，能够准确评估涵洞地基的变形和承载力。
3. 地基位移监测技术地基位移监测技术通过布设测点，采用变形传感器实时监测涵洞地基的位移情况。
根据位移数据的变化，可以预测地基土的稳定性，并及时采取相应的措施。
目前，激光位移仪、全站仪等设备可用于高精度地基位移监测。
4. 应力监测技术应力监测技术可以通过张力计、应力片等传感器实时监测地基土的应力变化情况。
根据应力数据的变化，可以评估涵洞地基的稳定性，并进一步分析其承载力。
高填土涵洞地基承载力影响因素初探
第6期(总第138期)2000年12月山西交通科技SHANX I SC IENCE &TECHNOLOG Y OF COMM UN I CAT I ONS No .6D ec .文章编号:100623528(2000)0620032203收稿日期:2000205222作者简介:刘 燕(1960- ),女,湖南邵兴人,工程师,1987年毕业于重庆交通学院;燕金玉(1930- ),男,河南汤阴人,高级工程师,1968年毕业于西安公路交通大学;张正星(1965- ),男,山西临猗人,副所长,工程师,1985年毕业太原工业大学。
高填土涵洞地基承载力影响因素初探刘 燕1,燕金玉2,张正星3(1.山西省路桥总公司,山西 太原 030006;2.山西省交通厅,山西 太原 030001;3.山西省交通规划勘察设计院,山西 太原 030012) 摘要:针对已修高填土涵洞出现的问题,就高填土涵洞的影响因素,设计与施工中应注意的问题以及处理意见等提出浅要的见解。
并呼吁同行从科研、设计、施工等方面做进一步探讨。
关键词:高填土;涵洞;地基;承载力;压实度;路堤;总体强度;沉降中图分类号:U 449 文献标识码:B 根据我省修建的高速公路,一般土质冲沟高填土涵洞(如填土高度在10m 以上)因基底沉降造成凹形竖曲线的情况普遍存在,特别是有的涵洞中部沉降值较大,造成涵内积水甚至裂缝,严重影响了涵洞的正常使用。
从目前现状来看,对于高填土涵洞地基承载力的计算,基本延用土的容重乘填土高度来计算,涵顶以上土柱重量全部由涵洞来承担并作用于涵基,而不考虑土体相互作用,这显然是不符合实际情况的,但又没有比较合理的计算方法。
铁路部门虽有路基高填土整体式涵洞设计计算地基承载力的方法。
但并未列入铁路部门设计技术规范。
鉴于上述情况,为了能使地基承载力的计算考虑与高填路堤的相互作用的关系,现对涵洞地基承载力的计算问题,提出以下粗浅的看法。
1 路堤的总体强度对地基承载力的影响从目前我省已修建的高速公路来看,对路基填土压实度提出必须点点合格,比《公路工程质量检验评定标准》的压实度要求还要高(评定标准是采用代表值符合要求,单点极值可比合格值小2个百分点而不扣分),路基的压实对土的物理力学性质有明显的改善:a .有隔温作用,可减小土的冻结深度;b .有减小土的孔隙作用,降低土的毛细水上升;c .提高了土的抗压强度,增加了土的弹性模量,减小了土的塑性变形;d .由于减小了土的压缩变形,也使土的抗剪强度大大提高。
铁路高填土涵洞的设计方法
铁路高填土涵洞的设计方法余浪;罗艳;易大伟【摘要】目前的铁路涵洞通用图适用于跨度≤3 m且填土高≤20 m和3 m≤跨度≤6 m且填土高≤16 m的涵洞,超出上述范围的高填土涵洞需进行特殊设计.文章结合国内有关资料,介绍了铁路高填土涵洞的设计原则,提出了涵洞土压力的计算方法和基底应力计算方法,并采用典型工程实例进行了验证.研究结果表明:(1)采用非线性土压力计算公式计算高填土涵洞,能反映高填土条件下,涵洞顶部土压力的变化过程,计算方法经济合理.(2)一般情况下,无需单独计算高填土涵洞基底应力,但对于承载力不高的软质岩地层或者冻土地层,建议进行计算,以核查是否满足规范要求.(3)涵洞基础应尽量设于高承载力土层或加固处理后的地基之上,以降低沉降.(4)高填土涵洞受活载影响非常小,盖板、墙身可不考虑活载内力,基底应力计算可不考虑弯矩.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2019(010)004【总页数】4页(P52-55)【关键词】铁路;高填土;涵洞;土压力;设计【作者】余浪;罗艳;易大伟【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031;成都理工大学,成都610059;中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U449.1随着我国经济和山区铁路的发展[1]，为了满足线路整体要求，有些铁路尤其是山区铁路部分地段会采用超高路堤，高路堤地段的涵顶填土高度相应较高，有些超过20 m。
与低填土涵洞相比，高填土涵洞具有其自身特点，如文献[2]中指出的地基沉降要求高、承受土压力大、活载影响几乎可忽略不计、加固维修难度大及造价高等。
公路高填土涵洞研究已有较丰富的成果，但针对铁路高填土涵洞的研究目前还较少[3]。
铁路涵洞具有与公路涵洞不同的特点(如尺寸大、刚度要求大等)，且现有铁路涵洞通用图仅适用于跨度≤3 m、填土高≤20 m和3 m≤跨度≤6 m、填土高≤16 m的涵洞，因此，对超出范围的高填土涵洞，需进行特殊设计，摸索出适用于铁路高填土涵洞的设计方法。
高填方涵洞设计探讨
高填方涵洞设计探讨
韩拴奎
【期刊名称】《科技创新与生产力》
【年(卷),期】2001(000)005
【摘要】针对高填方涵洞设计中土压力计算,地基承载力验算与地基处理,减荷措施等进行了讨论,并提出了简便实用的方法和措施.
【总页数】2页(P47-48)
【作者】韩拴奎
【作者单位】太原市市政工程设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U449.1
【相关文献】
1.山区高填方涵洞设计探讨 [J], 张继炯
2.山区高填方涵洞设计探讨 [J], 齐双笑
3.浅谈高填方涵洞处理方法 [J], 张志武; 齐帅
4.利用EPS板应力应变关系监控高填方涵洞减荷效果的试验研究 [J], 曹周阳;杨凤云;窦国涛
5.沟谷地形高填方涵洞竖向土压力数值模拟与计算方法研究 [J], 程振威;李又云;李松;张丙文;曹世江
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度修正，地基处理宽度可取 3 倍涵体宽度。本文研究成果对山区高速公路高填方涵洞
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影响。地基刚度和沟谷宽度越大，涵顶土压力越大；涵洞偏载效应越明显，涵底差异
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和选型进行了系统研究，分析了地基受力和变形特性及其影响因素。考虑涵洞基础的
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本文针对上述问题，结合现场测试、数值模拟和理论分析研究了高填方涵洞受力
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否合理不仅决定着涵洞受力状态，也关系到工程造价的高低，因而开展涵洞选址与选
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结论、工程实例、工程资料较少。
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造物地基分布不均匀，而且有些地段含水量大，地基承载力极低，因而涵洞的受力及
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多。高填方路段，涵洞受到的填土荷载大，其基础底部的压力也大，同时由于山区构
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的要求和地形条件限制，使得山区高等级公路的高填方路基及相应的高填方涵洞较
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structural hazard.
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earth pressure concentration on the top of culverts, which brings about the potential
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higher ground bearing capacity is required. It is wasteful, as well as aggravates the vertical
differential pressure is not obvious. The depth and width modification of the ground bearing capacity should be taken into account after improvement of the ground. The appropriate scope of treatment is about 3 times of the culvert width. The conclusions can provide valuable reference for site selection, type selection and foundation design of high fill culverts of expressway in mountain areas. Key words: high fill culvert; ground improvement; site and type selections; field test; finite element method; ground bearing capacity
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Abstபைடு நூலகம்act
At present, due to imperfect understanding of the designers to the soil-structure interaction of high fill culvert, the influencing factors of the landform and the ground conditions on the stresses of culvert, the embedding effect of the culvert foundation, and the modification of the ground bearing capacity are not considered sufficiently. As a result,
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以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。
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绪
论
1.1 涵洞选址选型与地基承载力研究的意义
随着西部大开发战略的实施，我国高速公路逐渐由东部沿海地区向中西部内陆山 区发展。我国西南和西北部分地区山岭较多，地势起伏大，由于高等级公路线形标准
变形特性极为复杂，很容易引起涵洞的应力集中及不均匀沉降等问题，致使山区高速 公路中很多高填方涵洞都出现了开裂、地基沉降过大等现象，有的甚至出现垮塌，严 重影响了公路的正常使用。 山区高速公路的相关研究工作开展较晚， 可以借鉴的经验、
沉降越大。涵洞应避免直接设于坚硬土层或半硬半软地基上，同时应考虑沟谷中非对 称设涵对涵洞结构受力的影响。涵洞基底平均压力与其外侧相同标高下路基基底压力 相差不大，地基设计时可按两者相等考虑。涵洞地基处理后的承载力应考虑深度和宽
的选址、选型及地基设计具有重要的参考价值。
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关键词：高填方涵洞; 地基处理; 选址与选型; 现场测试; 有限元法; 地基承载力
华中科技大学 硕士学位论文 高填方涵洞选址选型及地基承载力探讨 姓名：马强
专业：岩土工程 指导教师：郑俊杰 20080527
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申请学位级别：硕士
摘
要
目前，由于对高填方涵洞的涵－土相互作用机理认识不足，设计人员未能充分考 虑地形和地基条件等因素对涵洞受力的影响以及高路堤下涵洞基础的埋深效应和地 基承载力的修正，对地基承载力提出了过高的要求。一方面造成经济浪费，另一方面 使涵顶应力集中现象加剧，给构造物带来安全隐患。
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独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
laws of the stresses and displacements of the ground are analyzed and the influencing factors are discussed. In view of the embedding effect of the culvert foundation, the ground
1.2 山区软土特征与涵洞选型选址研究现状
1.2.1 山区高速公路高填方路段特征 山区高速公路处于山岭重丘地形，山高坡陡，沟壑纵横，部分地区降水量充沛， 水田、山谷较多。山岭重丘区的软基路段多分布在一些山涧谷地、河流两侧的平缓地 段，这些软土大都具有以下特点[4,5]：
涵洞选址是否合理直接影响涵洞结构物的受力状态，同时决定着涵洞的使用功能 能否正常发挥。在不同的地形条件下，对涵洞结构型式的要求也不相同，涵洞选型是
型工作具有非常重要的实际意义。
在工程实践中，特别是在高填方情况下，为了使地基承载力满足设计要求，往往 需要投入大量的人力和物力进行涵洞基底的地基处理，这种做法是不经济的。高路堤 下的涵洞，填土相当于使涵洞基础具有埋深效应[1]，可以显著提高地基承载力，深刻 认识埋深效应有助于指导高填方涵洞的地基承载力的确定。如果对地基承载力修正认 识不足，过分强调修正效果，会导致结构物因地基承载力不足，基底沉降和不均匀沉 降过大[2]，甚至引起结构物或路面开裂，影响道路的正常使用。因此，合理确定高填 方路堤土压力分布状态、准确对地基承载力进行修正，成为高填路堤下构筑物设计和 施工中的突出问题。 高速公路对地基沉降控制严格[3]，通常要求在使用期内路面的工后沉降不超过 30 cm，路桥搭接处不超过 10 cm。地基处理的费用占总投资的比重较大，对于高填方路 段，填土荷载大，基础底部的压力大，而且山区软弱地基具有自身的特殊性，因此选 取经济、有效的处理方法非常重要。
本论文属于
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学位论文作者签名： 日期：2008 年 5 月 27 日
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不保密□。
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保密□ ，在_____年解密后适用本授权书。
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学位论文版权使用授权书
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日期：2008 年 5 月 27 日
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学位论文作者签名：
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指导教师签名： 日期：2008 年 5 月 27 日
conducted in this thesis.
The research results show that the boundary conditions, the characteristics of ground soil and the eccentric load effect should be considered comprehensively in the culvert site and type selections. The vertical earth pressure increases with the stiffness of the ground and the width of the trench, the differential settlement of the foundation increases with the eccentric load effect. The stiff stratum and non-uniform ground soil should be avoided immediately below the culvert foundation, and the influence of unsymmetrical trench installation on the stress of culvert should be considered. At the bottom level, the foundation pressure can be regarded as the roadbed pressure in the design, since the