基于FLAC3D的軟土路基動(dòng)力響應(yīng)分析研究.pdf

1、在我國(guó)的沿海地區(qū)及許多沖擊平原以低液限粉土、粉砂土為主的沉積土分布最為廣泛。該類(lèi)型的粉土及粉細(xì)砂土粒徑較均勻，顆粒級(jí)配性差，水穩(wěn)性差，毛細(xì)管發(fā)育，具有凍敏性等物理力學(xué)性能。同時(shí)該類(lèi)土的滲透系數(shù)較高，滲透固結(jié)性能相比于一般土體而言也較強(qiáng)，從而使得該類(lèi)型粉土不適宜作為修建建筑物及構(gòu)筑物的地基，同時(shí)也不適合作為路基選址的對(duì)象。
　　然而，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各大城市群的規(guī)模不斷擴(kuò)大，各個(gè)城市之間的貿(mào)易往來(lái)日益頻繁，對(duì)高速公路及普通高

2、等級(jí)公路的需求日益增加。其中沿海地區(qū)和中部地區(qū)經(jīng)濟(jì)由于人口密集，對(duì)省內(nèi)和省際高速公路的需求顯得更加迫切，但是隨著省內(nèi)外高速公路的迅速發(fā)展，全國(guó)高速公路的里程數(shù)不斷攀升，在某些地質(zhì)條件不良的區(qū)域規(guī)劃公路路線(xiàn)在所難免，其中就包括了在上述軟土地區(qū)進(jìn)行公路的設(shè)計(jì)和建造。然而由于飽和粉土和粉細(xì)砂土的特殊的物理力學(xué)性能，使得其在地震、車(chē)輛等短暫動(dòng)荷載作用下，路基內(nèi)部的動(dòng)孔隙水壓力迅速增大，由于該類(lèi)土的排水效果差，導(dǎo)致了水壓力來(lái)不及消散。伴隨著動(dòng)孔隙

3、水壓力的不斷累積，有效應(yīng)力不斷降低直至為零，土體完全失去抗剪能力，此時(shí)土體表現(xiàn)出類(lèi)似于液體的狀態(tài)被稱(chēng)為液化現(xiàn)象。由于土體液化而引起的一系列震害現(xiàn)象，會(huì)給人民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅。
　　因此，結(jié)合特定地質(zhì)資料，從軟土液化機(jī)理出發(fā)，通過(guò)一系列計(jì)算方法，對(duì)特定的軟土路基液化以及變形的規(guī)律的研究，可以很好的指導(dǎo)工程實(shí)踐，對(duì)于由粉土或粉細(xì)砂土等低液限土構(gòu)成的軟土地基抵抗震動(dòng)液化有很大的實(shí)用性和現(xiàn)實(shí)意義。本文以安徽淮北地區(qū)某高速公路路基

4、的勘探資料為依托通過(guò)FLAC3D有限差分法軟件，分析了該地區(qū)飽和軟土路基在未加固情況下的液化特性。
　　本文主要從以下兩個(gè)方面對(duì)軟土路基進(jìn)行了研究并得到了相應(yīng)的研究結(jié)論:
　　(1)不同振動(dòng)荷載加載方式下粉細(xì)砂土的動(dòng)力響應(yīng)研究
　　通過(guò)將真實(shí)地震波分解為水平振動(dòng)方向和豎直振動(dòng)方向分別對(duì)土層施加，以模擬土層對(duì)不同振動(dòng)方向地震波的液化響應(yīng)。從而得到路基液化程度以及其分布區(qū)域，通過(guò)對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的分析得出:僅在水平地震荷載分

5、量的作用下，路基的水平位移值與豎直沉降值與雙向地震荷載同時(shí)作用時(shí)略有差距，液化區(qū)域和有效應(yīng)力變化時(shí)程曲線(xiàn)也不相同，豎向地震荷載分量單獨(dú)作用時(shí)對(duì)路基擾動(dòng)不大，但是與水平地震荷載分量同時(shí)作用時(shí)路基的動(dòng)力響應(yīng)與前者不同。研究結(jié)果可為軟件模型計(jì)算和振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)時(shí)僅考慮水平振動(dòng)荷載作用下的研究結(jié)果和真實(shí)的雙向振動(dòng)荷載作用下結(jié)果提供一定的參考和進(jìn)行近似處理的依據(jù)。
　　(2)路基不同干密度下地震動(dòng)力響應(yīng)分析
　　本文通過(guò)賦予粉細(xì)砂土不同的