侯莊涵洞周圍土體三維非線性有限元分析.pdf

1、我國是一個水資源總量比較豐富的國家，位列世界第六。但是人均水資源占有量僅占世界人均水資源占有量的25％。隨著中國人口的增加、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球變暖的影響，我國的缺水狀況不斷加劇。為了減緩城市水資源緊缺的狀況，長距離輸水、引水，調(diào)水成為缺水城市獲得水源補給的重要手段。
　　涵洞工程是重要的輸水結(jié)構(gòu)，在水利工程、公路工程應(yīng)用廣泛。現(xiàn)在對這種結(jié)構(gòu)的研究大部分只針對涵洞本身的力學(xué)特性，對于洞身與周圍土體的作用力及變形等研究較少。隨著修建的涵

2、洞埋深越來越大，分析涵洞與周圍土體間的作用情況愈來愈重要。
　　侯莊分流涵洞具有高埋深的特點，存在較大的土壓力。本文針對涵洞洞身與周圍土體的作用情況，提出了高埋深涵洞洞身與周圍土體三維非線性有限元分析研究的課題。
　　本課題選取侯莊分流涵洞為研究對象，根據(jù)相關(guān)力學(xué)理論知識，采用大型模擬軟件ANSYS建立三維有限元模型，分別選取完建時期、運行時期、檢修時期三種工況進(jìn)行分析研究，利用三維有限元求解，得出相應(yīng)結(jié)果;進(jìn)而研究了鋼筋混

3、凝土箱涵與回填土、地下土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，分析了土體在不同工況下的變形和沉降量，給出了涵洞最大受力位置和土體最大沉降量，為工程后期維護(hù)提供了有效的參考，同時確定了不同工況下涵洞洞身與周圍土體間的作用情況以及土體的變化情況，實現(xiàn)了高埋深涵洞在最大受力情況下的分析，給實際工程提供了有效的參考，也為將來的類似研究提供了一定的依據(jù)。
　　研究成果表明:
　　1、在完建時期，涵洞主要承受土壓力，在周圍土體的作用下，涵洞在Y向產(chǎn)生的應(yīng)力和