摘要
利用离散元软件PFC2D,考虑到土体的离散性与不均匀性,通过分析洞顶平均竖向土压力、内外土柱相对沉降差以及颗粒间接触力链的变化规律,探讨截面型式(矩形、1/4拱形、1/2拱形)及槽宽比 (1.5:1、2:1、3:1、4:1) 变化对高填黄土明洞土压力的影响,结合顾安全公式,分析高填明洞沉降差与土压力间的函数关系,并修正该函数,使其可以适用与不同的截面型式与槽宽比下的高填明洞。结果表明:①B/b确定,明洞采用矩形截面时,接触力链在洞顶分布,平均土压力更大。明洞采用拱形截面时,平均土压力更小,但拱顶存在局部应力集中现象;②明洞截面型式一定,随着B/b的增大,洞顶平均竖向土压力与沉降差均随之增大。当B/b较小时,边坡作用增强,外侧土柱沉降降低,对内土柱的作用力变小,从而导致明洞顶竖向土压力更小。③内外土柱沉降差与附加土压力呈线性相关,相对于矩形截面,拱形截面下较小的沉降差会产生相同的附加土压力,更有利于结构的稳定。
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单位土木工程学院; 兰州交通大学