边坡下箱涵顶部垂直土压力分析[范文]

 课题的相关概念

（一）涵洞的分类

涵洞根据不同的标准，可以分成很多种类：

（1）按建筑材料的不同，涵洞可分为石涵、砖涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵和其他类型涵洞（如木涵、陶瓷管涵和缸瓦管涵等）；

（2）按涵洞顶部填土高度的不同，涵洞可分为明涵和暗涵；

（3）按洞身构造形式的不同，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵和箱涵；

（4）按水力学上洞身受到压力的不同，涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞和压力式涵洞；

（5）按施工方法的不同，涵洞可分为上埋式、沟埋式和隧道式涵洞。

（二）涵洞的构造

边坡下箱涵顶部垂直土压力分析示意图

涵洞一般主要由洞身、基础及洞口建筑物三大部分构成。

（1）洞身

洞身是涵洞发挥过水作用的主体建筑结构物，一般由承重结构（如拱圈、盖板等）、涵台、伸缩缝以及防水层等组成。洞身截面形式通常有圆形、拱形和矩形三大类。洞身的主要功能是保证水流通过，同时也将直接作用在其上的各种荷载压力和填土压力传递给地基。根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）中的规定，涵洞的孔径应根据设计洪水流量、河床地质、河床及锥坡加固型式所允许的平均流速等条件确定。洞身孔径要求不仅能够通过设计水流流量，还要保证坚固稳定、可靠耐久。

（2）基础

涵洞基础是指修建在地面以下，用来承受涵洞整体的重量，并防止水流冲刷而造成的沉陷和坍塌，保证涵洞整体稳定和牢固的结构。基础常分为软基和硬基。一般涵洞都选择建造于硬基之上，尽力避免基础的过大、不均匀沉降，以保证涵洞的正常运行。钢筋混凝土箱涵为整体闭合式的框架结构，具有良好的整体性和较强的抗震性能，可在软基上应用。当地基处于松软、强度低、强度不均匀或地质条件不良的情况时，应采取适当的加固或处理措施，以避免事故发生。

（3）洞口建筑物

洞口建筑物是洞身、河道和路基三者的连接构造物，包括端墙、翼墙（或护坡）、截水墙和缘石等部分。常见的洞口形式分为端墙式（一字墙式）、翼墙式（八字墙式）、走廊式和平头式四类。洞口建筑物的作用，一方面是使涵洞与河道顺接、水流顺畅出入，另一方面则是使路基边坡免受水流冲刷，确保其安全稳定。

（三）边坡下箱涵的概念

埋设于边坡下的涵洞，由于填土高度不是一个固定的等值常数，具有与一般涵洞不同的特点。按照上文分类来说，边坡下的涵洞属于暗涵，其顶部的填土高度随纵向位移的改变而改变，如图1-1所示，假设高度从涵洞一端开始向纵向另一侧线性地增加，洞顶土压力会受高、低填土侧的摩擦力影响而有所变化。在本文中研究的主体是钢筋混凝土箱涵，箱涵顶部平面水平，其上填土高度在垂直方向上均从同一高程处开始增加。