交通荷載下層狀道路系統(tǒng)動力響應(yīng)分析.pdf

1、近年來，各地交通發(fā)展日益迅速，一大批高速公路項(xiàng)目已經(jīng)建成或正在建設(shè)之中，交通荷載所引起的路基土沉降問題也日益突出，在長期的交通荷載下路基將產(chǎn)生顯著的永久變形，表現(xiàn)為較大的工后沉降和不均勻沉降，并逐步反映到路面，進(jìn)而影響路面結(jié)構(gòu)的使用性能和使用壽命。道路系統(tǒng)是一個統(tǒng)一的整體，各層相互耦合，共同將車輛動載傳遞到下覆的路基軟土中，道路系統(tǒng)各層的厚度、含水量、材料組成、剪切模量等參數(shù)的變化都將直接影響到路面結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，進(jìn)而反映到下覆路基土

2、的沉降變形。 當(dāng)前，層狀道路系統(tǒng)中動應(yīng)力和應(yīng)變的時空分布規(guī)律并沒有解決好，因此如果能夠定量分析交通荷載下層狀道路系統(tǒng)中的動力響應(yīng)，將為計(jì)算交通荷載作用下道路的永久變形和道路病害的防治提供基礎(chǔ)，具有重大意義。 本論文通過原位監(jiān)測試驗(yàn)及室內(nèi)模型模擬試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析了各種因素的影響，分析總結(jié)出了層狀道路系統(tǒng)在交通荷載下的動應(yīng)力時空分布規(guī)律。在現(xiàn)有的彈性層狀體系理論的基礎(chǔ)上，采用傳遞矩陣方法，結(jié)合粘彈性運(yùn)動方程，推導(dǎo)了交通荷

3、載下三維粘彈性層狀道路系統(tǒng)的動力響應(yīng)解答，最后采用Matlab矩陣分析軟件進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，和室內(nèi)模型模擬試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了對比分析。在上述分析的基礎(chǔ)上采用快速拉格朗日有限差分程序FLAC3D編制了交通荷載下層狀道路系統(tǒng)動力響應(yīng)分析程序，對層狀道路系統(tǒng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬計(jì)算，分析了層狀道路系統(tǒng)內(nèi)部動應(yīng)力和動位移時空分布規(guī)律，并將計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場原位監(jiān)測試驗(yàn)進(jìn)行了對比分析，證明了計(jì)算程序的有效性。 本論文取得的主要研究成果有以下幾個方面：

4、 （1）通過模型模擬試驗(yàn)及原位監(jiān)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，分析了各種影響因素對交通荷載下層狀道路系統(tǒng)動附加應(yīng)力時空分布規(guī)律的影響。 （2）通過粘彈性層狀體系理論和傳遞矩陣方法，推導(dǎo)得出了交通荷載下三維粘彈性層狀道路系統(tǒng)的動力響應(yīng)解答，揭示了任意深度土體中動應(yīng)力和應(yīng)變的分布規(guī)律。 （3）采用FLAC3D非線性動力分析方法編制了交通荷載作用下層狀道路系統(tǒng)動力響應(yīng)的數(shù)值模擬程序，可用于路基路面工程的仿真分析。 本文的研