交通荷載下路基軟土動應力累積及塑性應變累積特性研究.pdf

1、長期交通荷載作用下，在路基中將產生動附加應力(以下簡稱“動應力”)、超靜孔隙水壓力及塑性變形的累積效應，造成路基土軟化，導致路面結構破壞。至今仍缺乏一合理的方式用來確定交通荷載下路基中累積的動應力以及塑性應變。如能定量分析動應力累積特性及塑性應變累積特性，就能預控路基病害的產生和發(fā)展，最終提高路面設計與管理的效能。 本論文通過不同循環(huán)加載條件下的模型模擬試驗、現場原型監(jiān)測試驗及理論分析，研究在交通荷載條件下，主應力軸旋轉時路基軟

2、土的動應力、超靜孔隙水壓力和塑性應變的累積特性及發(fā)展規(guī)律，探討路基軟土在循環(huán)動荷載下產生累積特性的原因和主要影響因素?；趶V義塑性位勢理論中的應力增量方程及有效應力原理，根據孔隙水壓力系數，結合試驗擬合參數，建立了交通荷載下主應力軸旋轉時路基軟土中的動應力累積方程；并應用廣義塑性位勢理論和雙屈服面理論，借助安定(shakedown)理論及等價粘塑性理論，結合試驗擬合方程及擬合參數，建立了主應力軸旋轉條件下基于安定理論的雙屈服面等價粘塑性

3、本構模型，用于預測路基軟土累積的塑性應變。 論文取得的研究成果主要包括了以下幾方面： (1)通過模型模擬試驗及原型監(jiān)測試驗數據的分析，得出交通荷載下路基軟土中動應力、孔隙水壓力和塑性應變的累積特性及發(fā)展規(guī)律，探討了影響累積特性的主要因素。 (2)采用安定理論，對交通荷載作用下路基土的動應力、塑性應變進行安定狀態(tài)分析，確定了一個臨界應力水平，判定路基土是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。采用土的結構性、能量耗散及土的結構熵理論，對路

4、基軟土的累積特性、遲滯行為、彈塑性行為等進行定性分析，揭示交通荷載作用下路基土產生累積效應的機理。 (3)建立了循環(huán)動荷載下主應力軸旋轉時路基土有效動應力累積方程。通過改進的亨開爾孔壓模型及試驗擬合的孔壓系數，結合主應力軸旋轉的總應力增量，按有效應力原理，結合試驗擬合的函數，建立動應力累積方程。用VB程序語言編制的數值計算程序計算動應力累積量，將計算結果與現場原型實測結果及模型模擬試驗結果進行對比分析。 (4)建立了循環(huán)

5、動荷載下主應力軸旋轉時路基土基于安定理論的雙屈服面等價粘塑性本構模型?；诎捕ɡ碚?，借助雙屈服面理論及等價粘塑性理論的推導，結合試驗擬合函數及擬合系數，建立了交通荷載下主應力軸旋轉時路基軟土雙屈服面等價粘塑性本構模型。最后利用VB程序語言編制數值計算程序對塑性應變累積量進行計算，將計算結果與開放交通后的實際路基沉降結果進行對比分析。 本文創(chuàng)新點有以下2點： (1)建立了交通循環(huán)動荷載下主應力軸旋轉時路基土的有效動應力累積

6、方程行車荷載、加載次數、路基深度對路基土的動應力累積具有重要影響，已有的資料及研究成果顯示，尚無學者將這三者結合起來分析和討論，缺乏相關的量化研究。本文將三者結合起來，通過試驗擬合曲線和擬合參數以及有效應力原理和廣義塑性位勢理論的增量推導，建立了主應力軸旋轉時路基軟土的動應力累積方程。 (2)建立了交通荷載下基于安定理論的路基軟土雙屈服面等價粘塑性本構模型模型基于動應力累積的求解方程，考慮行車荷載、加載次數、路基深度對路基土塑性