基于EP S板减载的不同矢跨比高填黄土明洞土压力及影响因素离散元分析

摘要

利用离散元计算软件PFC2D模拟EPS板减载措施下不同矢跨比(0.4～0.9)拱形明洞的土压力变化状况,从微观角度对减载明洞上方垂直土压力、竖向位移、侧面水平土压力及颗粒间接触进行深入分析,明确内部土体的土压力变化规律.同时,对最佳矢跨比下的不同槽宽比和边坡坡角进行参数敏感性分析.结果表明:EPS减载下,明洞顶出现"土拱效应",明洞顶垂直土压力沿水平方向呈"U"形变化,竖向位移呈"V"形减小,明洞侧面水平土压力沿竖向呈斜"S"形变化;在最佳矢跨比0.8下,颗粒间接触呈现接触力最小、配位数最小、孔隙率最大的良好状态.当槽宽比越大时,平均垂直土压力越大,竖向位移差和平均水平土压力越小,颗粒间接触状况越差;当边坡坡角越大时,平均垂直土压力越小,竖向位移差和平均水平土压力越大,颗粒间接触状况越好.研究成果可为沟谷地区高填减载明洞结构选型和施工提供参考.