前言

用于排泄公路兩側(cè)沖溝、溪流的洪水，在不過水時(shí)也可作交通使用且單孔跨徑小于5m的結(jié)構(gòu)稱為涵。涵洞（管）被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、市政、軍工等領(lǐng)域，是“生命線工程”之一。按照我國公路發(fā)展的總體目標(biāo)，公路建設(shè)投資力度將不斷加大，公路等級明顯提高，公路中的高填土涵洞結(jié)構(gòu)物所占比重也會越來越大。正確分析高填土涵洞的土壓力分布，研究其分布的影響因素并在此基礎(chǔ)上提出高填土涵洞設(shè)計(jì)公式，已成為高填土涵洞設(shè)計(jì)中亟待解決的問題。

本書分別采用相似材料模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬方法和現(xiàn)場試驗(yàn)三種方法，分析涵洞上的土壓力分布的影響因素，建立剛性、柔性兩種地基處理方式對應(yīng)的高填土涵洞垂直土壓力計(jì)算公式，并將自行研發(fā)的自適應(yīng)遺傳算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能系統(tǒng)程序，應(yīng)用到高填土涵洞變形（應(yīng)力）的預(yù)測研究上，對指導(dǎo)高填土涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制定統(tǒng)一的設(shè)計(jì)圖標(biāo)準(zhǔn)具有一定的理論意義和工程意義。

本書著重介紹了高填土涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載垂直土壓力的研究成果，通過模擬多種工況的涵洞、填土全過程相似材料模型試驗(yàn)，研究垂直土壓力分布、不同標(biāo)高土層的沉降位移分布及涵洞自身結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布。基于涵洞埋設(shè)的地形條件、填土特性、地基土的土性參數(shù)、地基處理方式和涵洞結(jié)構(gòu)特征等因素，完成大量的數(shù)值模擬計(jì)算。依托實(shí)際工程項(xiàng)目，完成拱涵和蓋板涵兩種涵洞結(jié)構(gòu)形式的現(xiàn)場試驗(yàn)。參考實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)論，運(yùn)用彈塑性力學(xué)方法，建立高填土涵洞垂直土壓力計(jì)算公式。采用自適應(yīng)遺傳算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化搜索確定網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)，將模型試驗(yàn)的數(shù)據(jù)（包括定量數(shù)據(jù)和定性數(shù)據(jù)）作為樣本，對涵洞斷面測點(diǎn)變形（應(yīng)力）進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果可為實(shí)際工程相關(guān)研究提供參考。

本書內(nèi)容涉及力學(xué)（巖土力學(xué)、彈塑性力學(xué)）、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、人工智能科學(xué)（遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）等學(xué)科領(lǐng)域。

感謝國家自然基金項(xiàng)目（51208310）和遼寧省自然科學(xué)基金計(jì)劃項(xiàng)目（20180550118）對本書出版給予的資助。

由于編者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。

作者

2020年6月于沈陽