交通荷載作用下軟土地基動力特性及加筋道路動力響應研究.pdf

1、本文針對交通荷載作用下軟土地基的動力特點，通過室內(nèi)動三軸試驗詳細研究了循環(huán)荷載作用下軟土的動力特性，并采用有限元和半解析的方法研究了循環(huán)荷載和移動荷載作用下加筋道路的動力響應。 首先采用英國GDS公司研制生產(chǎn)的高精度動靜三軸試驗設備，對杭州地區(qū)飽和軟粘土進行了應力控制的循環(huán)三軸試驗，詳細研究了飽和軟粘土在循環(huán)荷載作用下的應變、孔壓等特性，分析了各種因素對軟土動力特性的影響，重點研究了偏移應力的大小、荷載頻率、超固結比、循環(huán)應力比

2、等因素對軟土動彈性模量衰減的影響，并經(jīng)過回歸分析得到了反映動彈性模量衰減規(guī)律的經(jīng)驗公式。 然后編制了用戶子程序?qū)⒃摴綄胗邢拊治鲕浖嗀BAQUS中，采用ABAQUS對軟基加筋與不加筋道路在交通荷載作用下的動力響應進行了對比分析，研究了動荷載作用下軟基加筋道路的作用機理。結果表明，軟土的軟化特性對軟基加筋和不加筋道路的動力響應有明顯影響，同時，加筋可以使土體應力均化，約束土體的水平變形，減小道路的整體沉降，并減少道路的不均勻沉

3、降。之后又詳細研究了荷載形式、荷載頻率、筋材模量、加筋位置、加筋層數(shù)、軟土層厚度等對加筋效果的影響。 最后將多層筋材加筋的路堤看成宏觀上的橫觀各向同性體，用半解析法分別對移動條形荷載作用下未鋪面層的飽和加筋路堤和鋪設面層的飽和軟基加筋道路系統(tǒng)的動力響應問題進行了研究。對于未鋪面層的飽和加筋路堤，由忽略土粒壓縮和土體自重的Biot波動方程出發(fā)，對荷載進行Fourier級數(shù)展開，假設了響應函數(shù)的級數(shù)形式，結合邊界條件，由待定系數(shù)法求

4、解了考慮固液耦合作用的飽和加筋復合土體在移動荷載作用下的土體位移及孔壓表達式。對于鋪設面層的飽和軟基加筋道路系統(tǒng)，將加筋道路的面層簡化為彈性梁，加筋路堤作為橫觀各向同性體，同時考慮了下臥土層孔隙水的影響，由忽略土粒壓縮和土體自重的Biot波動方程出發(fā)，結合邊界條件，由待定系數(shù)法求解了考慮固液耦合作用的軟基加筋道路系統(tǒng)在移動荷載作用下的土體位移及孔壓表達式。最后，結合算例分析了加筋率、筋材模量、荷載移動速度等對加筋道路豎向位移和孔壓的影響