前言

用于排泄公路两侧冲沟、溪流的洪水，在不过水时也可作交通使用且单孔跨径小于5m的结构称为涵。涵洞（管）被广泛应用于公路、铁路、市政、军工等领域，是“生命线工程”之一。按照我国公路发展的总体目标，公路建设投资力度将不断加大，公路等级明显提高，公路中的高填土涵洞结构物所占比重也会越来越大。正确分析高填土涵洞的土压力分布，研究其分布的影响因素并在此基础上提出高填土涵洞设计公式，已成为高填土涵洞设计中亟待解决的问题。

本书分别采用相似材料模型试验、数值模拟方法和现场试验三种方法，分析涵洞上的土压力分布的影响因素，建立刚性、柔性两种地基处理方式对应的高填土涵洞垂直土压力计算公式，并将自行研发的自适应遗传算法神经网络智能系统程序，应用到高填土涵洞变形（应力）的预测研究上，对指导高填土涵洞结构设计，制定统一的设计图标准具有一定的理论意义和工程意义。

本书着重介绍了高填土涵洞结构设计荷载垂直土压力的研究成果，通过模拟多种工况的涵洞、填土全过程相似材料模型试验，研究垂直土压力分布、不同标高土层的沉降位移分布及涵洞自身结构应力分布。基于涵洞埋设的地形条件、填土特性、地基土的土性参数、地基处理方式和涵洞结构特征等因素，完成大量的数值模拟计算。依托实际工程项目，完成拱涵和盖板涵两种涵洞结构形式的现场试验。参考实验和数值模拟结论，运用弹塑性力学方法，建立高填土涵洞垂直土压力计算公式。采用自适应遗传算法神经网络系统优化搜索确定网络模型结构，将模型试验的数据（包括定量数据和定性数据）作为样本，对涵洞断面测点变形（应力）进行预测，结果可为实际工程相关研究提供参考。

本书内容涉及力学（岩土力学、弹塑性力学）、结构试验、人工智能科学（遗传算法、神经网络）等学科领域。

感谢国家自然基金项目（51208310）和辽宁省自然科学基金计划项目（20180550118）对本书出版给予的资助。

由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

作者

2020年6月于沈阳