沿海、沿河、沿湖或洼地建設(shè)公路時經(jīng)常會遇到軟土層的下臥硬層傾斜或存在臺階的情況。由于軟土本身具有工程性質(zhì)差、蠕變明顯的特點,下臥硬層傾斜或存在的臺階會使得軟土的厚度發(fā)生變化,從而導致修建其上的道路出現(xiàn)過大的不均勻沉降、側(cè)向位移以及路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力等問題。本文以浙東沿海某一修建在下臥傾斜且存在臺階軟土地基上的公路為研究對象,采用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析和數(shù)值計算等方法對下臥硬層傾斜或存在臺階時軟土地基的蠕變和路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力展開研究。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面。首先,根據(jù)軟土蠕變的機理及特性、粘彈性力學相關(guān)理論,采用合適的粘彈性本構(gòu)模型,對浙東沿海某地的軟土蠕變實驗數(shù)據(jù)進行參數(shù)的擬合,得到了該軟土蠕變參數(shù),為后文理論推導和數(shù)值模擬提供依據(jù)。其次,采用文克爾地基模型,通過假設(shè)Laplace像空間中粘彈性地基的地基反力系數(shù)隨地基的厚度發(fā)生變化,將變厚度的粘彈性地基轉(zhuǎn)化為相關(guān)地基參數(shù)變化的均勻厚度地基。將無限長道路橫斷面處理為變厚度粘彈性地基上的梁,以及將有限長度道路處理為變厚度粘彈性地基上的板,從而進行了相關(guān)的求導。內(nèi)容包括:（1）推導了Laplace像空間和實際條件下變厚度線粘彈性地基上的簡支彈性梁... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

下臥硬層軟土地基

東南大學碩士學位論文10加而逐漸減��；（3）等速蠕變階段（bc段）：此時的蠕變變形速率為一穩(wěn)定的數(shù)值，且該數(shù)值較��；（4）加速蠕變階段（cd段）：此階段的蠕變變形速率越來越大，直至發(fā)生破壞。圖2.1軟土蠕變變形曲線總的來說，軟土蠕變的變形時間與軟土的類型、所承受的荷載大小有關(guān)。對于同一種軟土，所承受的荷載越大，其蠕變變形的持續(xù)時間越短。當軟土所承受的荷載超過軟土的承載能力時，則會發(fā)生軟土破壞的現(xiàn)象。2.2粘彈性力學的相關(guān)理論粘彈性力學是連續(xù)體力學的重要組成部分，它在生物科學、航空航天、高聚化合物工程、道路工程等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。研究內(nèi)容主要包括以下兩個方面：（1）材料的粘彈性性能的描述與本構(gòu)關(guān)系的表達；（2）邊值問題的建立和求解。其中，由于線粘彈性力學的求解過程和方法與彈性力學的求解相似，因此對于某些具體問題可以通過對彈性力學的解進行相應(yīng)的積分變換和逆變化（如Laplace變換和逆變換），從而得到粘彈性情況下的解，這便是彈性-粘彈性對應(yīng)性原理。但由于某些問題過于復雜，進行積分的逆變換存在求解上的困難，這便衍生出了相關(guān)的數(shù)值解法。2.2.1微分型本構(gòu)關(guān)系描述物體的粘彈性本構(gòu)關(guān)系常采用的方法是元件法。它是通過將彈性元件（彈簧）和粘彈性元件（阻尼器）以不同的方式進行組合（串聯(lián)和并聯(lián)），從而得到不同的應(yīng)力應(yīng)變與時間的關(guān)系。彈簧和粘壺分別服從胡克定律（式2.1）和牛頓粘性定律（式2.2）：E或=G(2.1)1或(2.2)式中，σ、τ、ε、γ分別為正應(yīng)力、剪應(yīng)力、正應(yīng)變和剪應(yīng)變；E、G分別為材料的彈性模量和剪切模量；、1則為材料的粘性系數(shù)。（1）Maxwell模型如圖2.2（a）所示，由彈性元件和粘性元件串聯(lián)而成的模型稱為Maxwell模型。Maxwell模型的本構(gòu)方程為

東南大學碩士學位論文12而增加，且應(yīng)變增長率逐漸減緩。當t時，應(yīng)變曲線無限接近于直線B：000()AmmkttEE。（a）Maxwell模型（b）Kelvin模型（c）Burgers模型圖2.2Maxwell模型、Kelvin模型和三參量固體模型示意圖t/EtAB圖2.3Kelvin模型的蠕變函數(shù)圖像圖2.4Burgers模型的蠕變函數(shù)圖像（4）一維微分型本構(gòu)關(guān)系歸納簡單的粘彈性模型的本構(gòu)方程，并進行相應(yīng)的推導，可以導出一維線粘彈性微分型本構(gòu)方程如式（2.9）所示。01230123pppp...qqqq...或?qū)懽?0mkmkkkkkkkddpqdtdt(2.9)式中，kp、kq為材料性質(zhì)常數(shù)，一般取0p=1�？梢钥闯�，前文討論的Maxwell模型、Kelvin模型、Burgers模型的本構(gòu)方程均為式（2.9）的特殊形式。（5）三維微分型本構(gòu)關(guān)系根據(jù)彈性力學相關(guān)理論，在小變形的情況下，各向同性材料的應(yīng)力和應(yīng)變張量可以分解為球張量和偏張量兩個部分，即


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