[发明专利]高填方涵洞涵顶垂直土压力计算方法

权利要求书

1.高填方涵洞涵顶垂直土压力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：建立涵洞离心模型和涵洞数值仿真模型；涵洞离心模型和涵洞数值仿真模型涉及的参数包括：综合影响因子C，填土高度H，跨径D，沟谷宽度B，沟谷坡度α，EPS厚度H_EPS，影响因素系数b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆；

步骤二：将涵洞离心模型放入离心机内进行离心模型试验，将涵洞数值仿真模型利用有限元分析软件进行数值仿真实验，分别得到综合影响因子C，填土高度H，跨径D，沟谷宽度B，沟谷坡度α，EPS厚度H_EPS与涵洞涵顶垂直土压力的关系为正相关还是负相关；

步骤三：根据步骤二中得到的各个参数与涵洞涵顶垂直土压力的关系，计算涵洞涵顶垂直土压力，采用的公式为：

式中：

——q_v为高填方涵洞涵顶垂直土压力；

——C为综合影响因子；

——H为填土高度；

——D为跨径；

——E_d为地基土模量；

——B为沟谷宽度，α为沟谷坡度；

——H_EPS为EPS厚度；

——b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆为影响因素系数；

——K_S为涵顶垂直土压力集中系数；

其中，综合影响因子C的取值范围为0.20～2.30，b₁的取值范围为0.50～1.50，b₂的取值范围为-0.40～0.40、b₃的取值范围为0.05～0.50、b₄的取值范围为0.0～0.70、b₅的取值范围为-0.50～0.0、b6的取值范围为-0.50～0.0；

当涵洞为盖板涵时，所述影响因素系数b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆的取值如下：

若填土高度H≤15m时，C＝0.399，b₁＝1.218，b₂＝-0.127，b₃＝0.265，b₄＝0.294，b₅＝-0.181，b₆＝-0.135；若填土高度H＞15m时，C＝1.297，b₁＝0.864，b₂＝-0.133，b₃＝0.179，b₄＝0.296，b₅＝-0.179，b₆＝-0.134；

当地形条件为平地时，b₄＝b₅＝0，当无EPS减少荷载的措施时，b₆＝0；

当涵洞为箱涵时，所述影响因素系数b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆的取值如下：

若填土高度H≤15m时，C＝0.624，b₁＝1.173，b₂＝0.122，b₃＝0.172，b₄＝0.294，b₅＝-0.188，b₆＝-0.144；若填土高度H＞15m时，C＝1.426，b₁＝0.838，b₂＝-0.132，b₃＝0.17，b₄＝0.297，b₅＝-0.185，b₆＝-0.142；

当地形条件为平地时，b₄＝b₅＝0，当无EPS减少荷载的措施时，b₆＝0；

当涵洞为圆管涵时，所述影响因素系数b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆的取值如下：

若填土高度H≤15m时，C＝0.708，b₁＝1.107，b₂＝0.019，b₃＝0.165，b₄＝0.42，b₅＝-0.297，b₆＝-0.226；若填土高度H＞15m时，C＝1.318，b₁＝0.847，b₂＝-0.023，b₃＝0.165，b₄＝0.421，b₅＝-0.296，b₆＝-0.225；

当地形条件为平地时，b₄＝b₅＝0，当无EPS减少荷载的措施时，b₆＝0；

所述影响因素系数b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆的取值如下：

若填土高度H≤15m时，C＝1.119，b₁＝1.042，b₂＝-0.149，b₃＝0.131，b₄＝0.254，b₅＝-0.171，b₆＝-0.091；若填土高度H＞15m时，C＝1.824，b₁＝0.851，b₂＝-0.118，b₃＝0.137，b₄＝0.306，b₅＝-0.193，b₆＝-0.154；

当地形条件为平地时，b₄＝b₅＝0，当无EPS减少荷载的措施时，b₆＝0；

所述涵顶垂直土压力集中系数K_S按照上表进行取值。