1. Earth pressures on twin positive projecting and induced trench box culverts under high embankments
- Author
-
McGuigan, Benjamin L. and Valsangkar, Arun J.
- Subjects
Embankments -- Design and construction ,Culverts -- Design and construction ,Pressure -- Influence ,Earth sciences - Abstract
Although twin culverts are often preferred for watercourse crossing, little is known about the earth pressures they experience under high embankments. Centrifuge test results have been used in this research to verify a numerical model used to evaluate culvert spacing and compressible zone geometry for twin positive projecting and induced trench box culverts. Lower pressures were calculated for twin positive projecting culverts than for a single culvert. For the induced trench case, one compressible zone spanning both culverts was the preferred geometry for culverts spaced at 0.5[B.sub.c] and 1.0[B.sub.c] (where [B.sub.c] is the culvert width), while two zones 1.2[B.sub.c] wide were found to be optimal for 1.5[B.sub.c] spacing. The twin configurations generally resulted in slightly higher vertical and lower lateral earth pressures than a single culvert configuration. The base contact pressures were 25%-76% greater than the top pressure plus dead load because of shear stresses mobilized along the sidewalls; however, they were 41%--17% lower than the pressures for positive projecting configurations. The maximum bending moments calculated for the induced trench culverts were 54%-59% lower than for the positive projecting ones. Induced trench construction therefore appears to be viable for twin box culverts, provided that frictional forces along the sidewalls are taken into account. Key words: induced trench, twin culverts, box culverts, numerical modelling, high embankments, and soil arching. Les ponceaux doubles sont souvent utilises pour les traverses de cours d'eau, malgre le fait qu'il y ait peu de connaissances sur les pressions des terres qu'ils subissent sous des remblais epais. Des resultats d'essais en centrifuge ont ete utilises dans cette etude afin de verifier un modele numerique servant a evaluer l'espacement des ponceaux et la geometrie de la zone compressible pour les ponceaux doubles a projection positive et pour les ponceaux rectangulaires avec tranchee induite. Des pressions plus faibles ont ete calculees pour les ponceaux doubles a projection positive comparativement aux ponceaux simples. Pour le cas de trancheees induites, une seule zone compressible couvrant les deux ponceaux correspond a la geomeetrie preferable pour des ponceaux espacees de 0,5[B.sub.c] et 1,0[B.sub.c] (oil [B.sub.c] est la largeur du ponceau), tandis que deux zones de 1,2[B.sub.c] de largeur representent la configuration optimale pour un espacement de 1,5[B.sub.c]. Les configurations doubles ont geeneralement des pressions des terres verticales un peu plus elevees et des pressions laterales plus faibles qu'une configuration a un seul ponceau. Les pressions de contact a la base sont plus elevees par un facteur de 25 a 76 % par rapport aux pressions sur le dessus en plus de la charge du ponceau, puisque les contraintes de cisaillement sont mobiliseees le long des murs de cote; cependant elles sont 41 a 47 % plus faibles que les pressions exerceees dans le cas de configurations a projection positive. Les moments de torsion maximums calcules pour les ponceaux avec tranchee induite sont de 54 a 59 % plus faibles que pour les configurations a projection positive. La construction de tranchees induites semble alors etre approprieee pour les ponceaux rectangulaires doubles lorsque les forces de friction le long des murs de cote sont considerees. Mots-cles: tranchee induite, ponceaux doubles, ponceaux rectangulaires, modeelisation numerique, remblais eleve, effet d'arche du sol. [Traduit par la Redaction], Introduction Twin culverts are often preferred to meet the hydraulic and environmental requirements of watercourse crossings; however, little is known about the earth pressures they experience when buried under high [...]
- Published
- 2011
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