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EPS泡沫塑料减小埋涵土压力的研究

作　者: 范鹏飞
导　师: 张泽平；张跃峰
学　校: 太原理工大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: EPS塑料泡沫减小埋涵土压力
分类号: TU432
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在工程施工中,经常会碰到管涵结构。管涵结构广泛应用于公路、水利、铁路、矿山、军工和市政等部门。由于管道属于地下工程,故所属整体工程对其完整性要求很高。一旦失事,就给总体工程带来严重后果。因此,为确保管道工程的设计合理和使用安全,研究管道断面设计的控制荷载——土压力,就成为一个十分重要的课题。因此,如果采用埋置EPS泡沫塑料方法减小其土压力,控制其合理的沉降是比较经济合理的办法。本文在认真研究国内外有关减小埋涵土压力理论的基础上,结合运三高速公路k14+369拱涵的应用,对EPS泡沫塑料减小埋涵土压力做了较为系统的研究:通过现场勘测与检测,对土质特性以及EPS泡沫塑料进行了认真分析,并对拱涵的填土增加EPS泡沫塑料分段分部份进行了试验和研究,同时观测了填土的沉降;确定EPS作为柔性填料,具有较大的压缩变形,利用其受压变形大于相邻土体的性质,在上埋式管道形成沟埋效果,亦即拟沟法。根据现场实测结果可见,确实收到了显著的减压效果。经过在现场长时期的量测、观测,同时配合完成了大量的室内试验,分析试验结果,对于在上埋式涵洞上应用聚苯乙烯泡沫塑料按拟沟法减小结构受力的措施,现场埋设土压力盒观测结果表明,采用EPS可以减小涵洞顶部的垂直土压力;管顶中央的实测垂直土压力约是计算土体自重的l/3,而涵洞顶部两侧实测压力约是计算值的2/3;涵管两侧包填EPS同样可以减小管侧的水平土压力,但是,如果仅仅顶部铺设EPS,则对管侧的水平压力几乎没有太大的影响,减小侧压力不显著;相同密度,不同厚度的EPS,随厚度增大,管项中央压力继续减小,而顶部两侧的变化规律为厚度增大时的压力反而小于厚度较小时的压力;EPS模量较小时,开始填土阶段即表现出较强的减压效果,模量较大时,起始表现并不显著,后期表现出一定的减压能力:理论与试验的效果表明:采用EPS泡沫塑料减小埋涵土压力,能够有效解决埋涵土压力对构造物造成的影响,达到减小埋涵土压力的效果,并结合科学、合理的施工技术,较好的解决了土压力对埋涵或者构造物造成的影响,为今后类似工程提供一定的借鉴经验。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
第一章概述  9-15
第二章隧道±压力与埋管土压力理论  15-26
  2.1 隧洞土压力  15-20
    2.1.1 压力拱理论(徐志英，1993；肖树芳，1987)  15-18
    2.1.2 太沙基理论(Punmia，1981)  18-20
  2.2 埋管土压力理论  20-24
    2.2.1 沟埋式  20-22
    2.2.2 上埋式  22-23
    2.2.3 拟沟法  23-24
  2.3 变形理论  24-26
    2.3.1 上埋式  24-25
    2.3.2 拟沟法  25-26
第三章土工泡沫工程性质及其应用  26-34
  3.1 土工泡沫的基本性质  26-30
    3.1.1 概述  26
    3.1.2 EPS 的生产  26-28
    3.1.3 基本性质  28-30
  3.2 土工泡沫的功能及其应用  30-34
    3.2.1 简述  30
    3.2.2 应用实例  30-34
第四章 EPS 在运三高速公路 Kl4+369 拱涵的应用  34-55
  4.1 工程概况  34
  4.2 试验方案  34-37
  4.3 试验实施细节  37-40
  4.4 填料性质试验  40-43
    4.4.1 天然填筑土料  40-41
    4.4.2 EPS 材料固结试验  41-43
  4.5 现场试验成果  43-52
    4.5.1 土压力实测结果  43-51
    4.5.2 拱顶 EPS 变形  51-52
    4.5.3 填土沉降  52
    4.5.4 影响分析  52
  4.6 路堤后期沉降监测  52-55
第五章拟沟法减小埋管土压力理论比较  55-57
  5.1 Terzaghi 土拱理论  55-56
  5.2 Marston-Spangler 理论  56
  5.3 变形理论  56-57
第六章结论  57-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
攻读学位期间发表的论文  62

EPS泡沫塑料减小埋涵土压力的研究

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