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随着西部大开发战略的推进,填土高度在20m以上的高路堤及与之相应的高路堤涵洞越来越多,但由于这些高路堤涵洞缺乏合理的竖向土压力计算理论和方法,使部分涵洞在施工或运营过程中出现了不同程度的损害,大大增加了养护维修费用;与此同时,有的高路堤涵洞结构设计则过分保守而导致工程造价的浪费。因此,高路堤涵洞设计的经济性和安全性问题正日益突出。基于高路堤涵洞拱顶竖向土压力计算理论和方法的不合理性,本论文依托重庆市重点工程金渝大道高路堤涵洞项目,通过布设测试元件进行现场测试、各种竖向土压力理论对比计算以及数值模拟分析等方法,研究了涵顶竖向土压力的分布与变化特征。研究结果对高路堤涵洞结构的设计和施工具有重要指导意义。并在此基础上,提出了减少高路堤下涵洞拱顶竖向土压力的有效措施。所做研究工作和得出的成果如下:(1)研究了高路堤涵洞的竖向土压力变化规律。通过现场测试和数值模拟分析表明,当填土高度达到一定值时,涵顶竖向土压力明显小于理论值γH,涵顶竖向土压力与填土高度呈非线性关系。(2)研究了高路堤涵洞的竖向土压力计算方法。通过线性回归分析和各种竖向土压力理论对比计算,指出非线性土压力公式(σ=ξγHm)计算土压力更接近现场实测值,进行涵洞结构设计既经济合理又安全可靠,是目前较合理的涵洞竖向土压力计算方法。(3)研究了高路堤涵洞上方的拱效应。通过现场测试和数值模拟分析表明,当填土达到一定的高度后,高路堤涵洞将在其上部形成“土拱”,该“土拱”具有不稳定的特征,填土增高过程仍有部分竖向土压力传递到涵顶。(4)研究了高路堤涵洞“土拱”的形成机理。通过现场测试和理论分析,涵顶填土沉降量大于两侧沉降量,“土拱”的形成与地基条件、涵洞位置、施工流程等因素关系密切。(5)研究了FLAC程序在高路堤涵洞中的运用。运用FLAC程序分析计算高路堤涵洞的竖向土压力,能较好地反映填土过程、地形条件及涵洞结构物对竖向土压力的影响,其计算结果非常接近现场实测数据。