EPS板卸载的高填黄土明洞模型试验和数值模拟分析

摘要

为研究EPS板的卸载效果及机制,通过室内模型试验,探讨了不同密度、厚度EPS板卸载的沟槽式高填黄土明洞垂直土压力、土体位移变化规律。结果表明:在明洞顶一定高度范围内铺设EPS板可改变土体的相对沉降方向,引起土体应力重分布,促使土拱效应的形成,从而减小明洞洞顶垂直土压力;EPS板密度越小,厚度越大,对明洞洞顶垂直土压力的卸载越明显。同时,铺设EPS板使明洞洞顶同一平面垂直土压力分布随距明洞中轴线距离的增大呈减小→增大→减小的趋势,在0.7和1.3倍明洞宽度处出现转折点。最后,通过数值模拟和模型试验的对比,验证了试验结果的准确性,以及数值模拟所选参数的合理性,并进一步形象描绘了土拱效应的应力集中形态,揭示了EPS板的卸载机制。研究成果可为沟槽式高填黄土明洞EPS板卸载措施的设计和施工提供参考。