1.2.2　研究意义

20世纪90年代中后期，随着国家经济的快速发展，在中央提出振兴东北地区等老工业基地的战略举措下，辽宁省结合本省的实际情况，也提出了新一轮的交通发展规划。在省内（主要在辽东、辽西）投资建设大量的山区高等级公路，为了满足高等级公路的线形标准要求，高填深挖路基已是山区公路常见的路基结构形式。高填土地段为了满足排水与人行的要求，需要在这些高填土路段修筑构筑物，高填土涵洞应运而生。对于低填土涵洞结构，依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）进行设计，而高填土涵洞土压力计算公式涉及很多影响因素，如填土高度、填土土质、地基刚性条件等，如何综合考虑各因素后提出符合工程实际的土压力计算公式是现阶段公路涵洞设计需要解决的问题。

本书依据推导出的相似指标，采用相似材料制作涵洞模型，完成一定数量的相似材料模型试验，模型试验的开展是以辽宁中部环线高速公路三个标段处的实际涵洞结构为工程背景的，得出涵洞填土应力场、位移场及涵洞自身结构应力场。同时采用有限元分析软件进行数值模拟，考虑地形条件、填土材料特性、地基条件和涵洞结构形式对涵洞垂直土压力分布的影响。在此基础上建立起反应高填土涵洞实际受力情况的土压力公式，并将其与模型试验实测数据和其他行业土压力公式进行对比验证。最后以各模型试验的实测数据为样本，样本包含涵洞结构应力的定量数据和填土材料、地基处理、涵洞结构形式信息的定性数据，采用自行编制的自适应遗传算法神经网络系统（AGA-BP）对涵洞结构的变形（应力）进行预测，该系统采用自适应交叉、变异概率公式，在最优预测误差的适应度函数约束下搜索出最佳网络结构，通过对比实测数据，得出优化确定的网络结构进行预测的效果是可以接受的。

无论在工程数量和造价上，高填土涵洞发展在整个公路建设中都呈现上升趋势，本书对正确计算高填土涵洞垂直土压力，指导实际的涵洞结构设计，制定统一的设计标准，具有一定的指导意义，可为拟建或者待建的类似工程提供参考。