高填方的覆土波纹钢板圆管涵力学性能试验研究.pptxVIP

高填方的覆土波纹钢板圆管涵力学性能试验研究汇报人：2024-01-15

目录CONTENTS引言试验材料与方法覆土波纹钢板圆管涵力学性能试验结果分析数值模拟验证与对比分析工程应用前景探讨及建议措施提出结论与展望

01引言

填方工程广泛应用01高填方工程在交通、水利等领域广泛应用，其稳定性和安全性对工程质量和运营安全至关重要。覆土波纹钢板圆管涵的优势02覆土波纹钢板圆管涵作为一种新型结构形式，具有施工便捷、造价低廉、承载能力强等优点，在高填方工程中具有广阔的应用前景。力学性能研究的重要性03对覆土波纹钢板圆管涵的力学性能进行深入研究，有助于揭示其承载机理和变形特性，为工程设计提供科学依据，推动该结构形式的进一步应用和发展。研究背景和意义

国外研究现状国内研究现状发展趋势国内外研究现状及发展趋势国外对覆土波纹钢板圆管涵的研究起步较早，主要集中在结构形式、设计方法、施工工艺等方面，对其力学性能的研究相对较少。国内对覆土波纹钢板圆管涵的研究近年来逐渐增多，主要集中在数值模拟、模型试验和现场测试等方面，取得了一定的研究成果。随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，未来对覆土波纹钢板圆管涵力学性能的研究将更加深入和精细化，同时结合实际工程的应用情况，不断完善和优化设计方法和施工工艺。

研究目的研究内容研究目的和内容本研究将采用室内模型试验的方法，模拟高填方条件下覆土波纹钢板圆管涵的受力情况，主要研究内容包括不同填土高度、不同填土类型、不同管径和壁厚等因素对结构力学性能的影响规律。同时结合数值模拟方法，对试验结果进行分析和验证，为工程设计提供可靠的理论支撑。本研究旨在通过试验手段，深入研究覆土波纹钢板圆管涵在高填方条件下的力学性能表现，揭示其承载机理和变形特性，为工程设计提供科学依据。

02试验材料与方法

采用高强度钢材制成，具有良好的抗压、抗拉性能和耐腐蚀性。覆土波纹钢板圆管涵填土材料由波纹钢板卷制而成，具有较大的环向刚度和径向变形能力。选用符合工程要求的砂土或黏性土，控制其含水量和压实度。030201试验材料

采用反力架、千斤顶和传感器等组成的加载系统，模拟实际工程中的荷载条件。通过千斤顶对圆管涵顶部施加竖向荷载，同时利用反力架提供水平荷载，以模拟不同工况下的受力状态。试验装置与加载方式加载方式试验装置

测量方案在圆管涵的关键部位布置位移计、应变计等传感器，实时监测其变形和应力状态。数据采集采用数据采集系统对传感器信号进行实时采集和处理，记录试验过程中的各项参数变化。测量方案与数据采集

03覆土波纹钢板圆管涵力学性能试验结果分析

变形特性分析变形模式在荷载作用下，覆土波纹钢板圆管涵主要呈现轴向压缩、径向扩张和弯曲变形三种模式。变形量随着荷载的增加，管涵的变形量逐渐增大。其中，轴向压缩变形最为显著，径向扩张和弯曲变形相对较小。变形与荷载关系管涵的变形量与荷载大小呈正相关关系，即荷载越大，变形量也越大。

在荷载作用下，覆土波纹钢板圆管涵的应力分布呈现不均匀性。管顶和管底应力较大，而管壁应力较小。应力分布特点随着荷载的增加，管涵的应力也逐渐增大。其中，管顶和管底的应力增长速率较快，而管壁的应力增长速率较慢。应力与荷载关系在管涵的某些局部区域，如波纹波峰和波谷处，存在应力集中现象。这些区域的应力值远高于其他区域，容易导致管涵的破坏。应力集中现象应力分布规律研究

采用有限元分析等方法对覆土波纹钢板圆管涵的稳定性进行评价。通过计算管涵在不同荷载作用下的应力、变形等参数，判断其是否满足稳定性要求。稳定性评价方法影响覆土波纹钢板圆管涵稳定性的主要因素包括土压力、地下水、施工质量等。其中，土压力是最主要的因素之一，其大小和分布对管涵的稳定性具有重要影响。地下水的存在会降低土体的强度和稳定性，从而对管涵的稳定性产生不利影响。施工质量的好坏直接关系到管涵的结构安全性和稳定性。影响因素分析稳定性评价及影响因素探讨

04数值模拟验证与对比分析

参数设置根据实际工程情况，设置管涵的几何尺寸、材料属性、土体的物理力学参数、荷载大小及作用位置等。边界条件及网格划分确定模型的边界条件，如固定端、自由端等，并进行合理的网格划分，以保证计算精度和效率。模型建立采用有限元软件ABAQUS建立高填方的覆土波纹钢板圆管涵数值模型，包括管涵、土体、荷载等部分。数值模型建立及参数设置

位移变形展示管涵在荷载作用下的位移变形情况，包括竖向位移、水平位移、转角等，并探讨其影响因素。应力分布展示管涵在荷载作用下的应力分布情况，包括轴向应力、环向应力、剪应力等，并分析其变化规律。土体作用分析土体对管涵力学性能的影响，如土压力、摩擦力等，并讨论不同填土高度和土体性质对管涵力学性能的影响规律。模拟结果展示与讨论

123将数值模拟结果与试验结果进行对比，包括应力、位移、变形等方面的数据，以