公路涵洞以往多采用混凝土管,这种管涵存在施工周期长、耐久性差的缺点,而玻璃钢夹砂管具有耐腐蚀性能好、施工简单等优点,使其将会在公路涵洞建设中拥有宽广前景。目前玻璃钢夹砂管在公路涵洞中的应用与研究,以单排玻璃钢夹砂管涵洞为主,而基于公路涵洞排水流量的需求,往往需要直径比较大的管涵,对于大管径玻璃钢夹砂管涵洞,无论是在管涵生产、运输,还是在管涵埋设、涵洞标高等方面,都会增加一定的成本和技术难度。由此,探讨采用小管径双(多)排玻璃钢夹砂管涵洞替代大管径单排玻璃钢夹砂管涵洞,将对降低玻璃钢夹砂管涵洞成本和拓宽其使用范围具有重要意义。本文以双排玻璃钢夹砂管涵洞为着手点展开研究,通过室内足尺试验和有限元模型对玻璃钢夹砂管的受力性能及变形特征进行系统研究,以期为双(多)排玻璃钢夹砂管涵洞的实际应用提供涵洞结构设计与施工方面的理论依据。主要研究方面有以下几个:(1)对管涵材料进行压缩性能和拉伸性能的试验,得到管涵的抗压强度、抗拉强度、弹性模量。以其基本力学参数为评价标准,开展双排管涵洞室内足尺试验,探究双排管涵洞的受力性能和变形特征,分析管涵径向变形及管涵周围土压力的变化规律,探讨管顶填土高度对双排管涵洞变形产生的影响。(2)以室内足尺试验为原型,运用ABAQUS有限元软件建立双排管涵洞模型,将双排管涵洞的试验结果与数值模拟结果进行对比研究,从而保证有限元模拟的准确性和可靠性。(3)基于有限元理论建立多排管涵洞模型,探究涵洞中涵管间距、回填土压实度、加载方式对多排管涵洞力学性能产生的影响,获得多排管涵洞的受力状态和变形特征,明确多排管涵洞的受力薄弱位置,将其作为保证多排管涵洞安全性的控制要点。(4)根据玻璃钢夹砂管直径受公路涵洞高程和管顶填土高度限制的情况,将大管径单排管涵洞和小管径双排管涵洞的力学性能和技术经济性进行对比研究,证实小管径双排管具备替代大管径单排管的可能性。