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矩形沟埋涵洞顶部垂直土压力试验和理论研究_李永刚--第1页

第29卷第4期岩土力学Vol.29No.4

2008年4月RockandSoilMechanicsApr.2008

文章编号：1000－7598－(2008)04－1081－06

矩形沟埋涵洞顶部垂直土压力试验和理论研究

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李永刚，张善元

（太原理工大学水利科学与工程学院，太原030024；2.太原理工大学建筑与土木工程学院太原030024）

摘要：针对无黏性填土，通过模型试验和理论分析的方法研究矩形沟埋刚性涵洞顶部的垂直土压力。考虑胸腔土体的作用，

建立了沟埋涵洞土压力的计算模型和计算公式，结果表明，计算值与试验值相吻合。沟槽宽度等于涵洞外径时，洞顶土压力

系数随填土高度的增大呈单调减小的变化规律；沟槽宽度大于涵洞外径时，洞顶土压力系数随填土高度的增大呈先增后减的

规律；洞顶填土厚度等于初始等沉面高度时，土压力系数最大。槽洞宽比加大时，土压力系数、等沉面高度按双曲线规

律增大，7倍洞径的沟槽宽度近似为沟埋式涵洞和上埋式涵洞的临界槽宽。填土内摩角增大时，土压力系数增大。洞顶填土

厚度增大，等沉面高度减小。

关键词：矩形沟埋涵洞；土压力；模型试验；等沉面；计算公式

中图分类号：TV411.93文献标识码：A

Experimentalandtheoreticalstudyonearthpressureon

topofrectangulartrench-buriedculverts

LIYong-gang,ZHANGShan-yuan

(TaiyuanUniversityoftechnology,Taiyuan030024,China)

Abstract:T

settlementdecreasesasthedepthofsoiloverlyingculvertsincreases.

Keywords:rectangulartrench-buriedculverts;earthpressure;modelexperiment;planeofequalsettlement;formula

1引言腔土体下沉造成的影响，同时忽略其承载作用；涵

洞土压力系数单调减小，且洞顶填土厚度的小值对

涵洞顶部的垂直土压力是涵洞结构计算中的主应土压力系数的最大值,与上埋式涵洞土压力理论

要荷载，确定土压力的大小对涵洞设计具有重要意矛盾[4]

；管径相对于槽宽较小时，土压力系数非常

义。Marston-Spangler理论对沟埋涵洞垂直土压力的之大，等等。不少学者对M-S理论进行改进和沟埋

描述简明扼要[1,2][5-8]

，至今在许多国家仍作为分析沟埋涵洞土压力的研究,但沟埋涵洞土压力的计算尚

涵洞土压力的基础被广泛使用。我国在埋管设计方未形成比较成熟的理论，《水工建筑物荷载设计规范

面，基本上也采用这个理论，但对某些参数作了修