本文關鍵詞：車輛荷載作用下上覆硬殼層軟土路基動應力響應特征

  更多相關文章： 道路工程 硬殼層 室內模型試驗 數(shù)值模擬 尺寸效應 動力響應

【摘要】：充分發(fā)揮和挖掘硬殼層的“殼體效應”對路基工程具有十分重要的工程應用價值,目前有關上覆硬殼層軟土路基的研究多集中在靜力范疇,隨著高速、超重車載的出現(xiàn),研究車輛荷載作用下路基的動力特性顯得尤為重要。首先通過有限差分軟件FLAC3D建立了車輛荷載作用下上覆硬殼層軟土路基的數(shù)值計算模型,研究了硬、軟土層的動應力傳播規(guī)律,分析了硬殼層特性、行車速度對動應力擴散的影響,得到了初步的結論。以應力波理論為基礎,從硬殼層和下臥軟土層波阻抗具有明顯差異角度,通過透射系數(shù)揭示了硬、軟土層界面處的動應力突變現(xiàn)象。通過數(shù)值模擬獲得豎向動應力峰值的衰減規(guī)律,推導得出一種能綜合表征動應力突變規(guī)律的土層界面?zhèn)鬟f系數(shù),并給出了相應的計算方法及應用范圍。通過實測數(shù)據(jù)驗證,較已有方法具有過程簡單、精度高等特點。進行了車輛荷載作用下硬殼層軟土路基室內模型試驗,利用水泥土研究了硬殼層的特性,設計了正交試驗方案從試驗角度進一步驗證了不同因素對硬殼層應力擴散效應的影響。并分析了硬殼層厚度、彈性模量、車重、行車速度對動應力影響程度的大小。在利用數(shù)值模擬技術獲得路基土動應力衰減規(guī)律的基礎上,反演得出土體能量吸收系數(shù),依據(jù)數(shù)據(jù)擬合結果,與模型比例k符合負指數(shù)函數(shù)關系,構建出能夠揭示均質土體尺寸效應的數(shù)學表達式。推導得出以土層界面能量吸收系數(shù)為表征參量的尺寸效應方程,并給出了待定系數(shù)的取值范圍,揭示了土層界面過渡段的尺寸效應響應規(guī)律。
【關鍵詞】：道路工程 硬殼層 室內模型試驗 數(shù)值模擬 尺寸效應 動力響應
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章緒論10-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 應力擴散的研究12-13
• 1.2.2 車輛荷載作用下路基土動應力響應的理論方法13
• 1.2.3 車輛荷載作用下路基動應力響應室內模型試驗方法13-15
• 1.2.4 車輛荷載作用下路基土動應力響應數(shù)值模擬15-16
• 1.3 主要研究內容及技術路線16-18
• 1.3.1 研究內容16-17
• 1.3.2 技術路線17-18
• 第2章動應力響應的數(shù)值模擬研究18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 車輛荷載的特性18-19
• 2.3 車輛荷載的簡化19-21
• 2.4 數(shù)值模型的建立21-25
• 2.5 數(shù)據(jù)分析25-31
• 2.5.1 動應力的傳播規(guī)律25-27
• 2.5.2 硬殼層特性對動應力擴散的影響27-30
• 2.5.3 行車速度對動應力傳遞的影響30-31
• 2.6 本章小結31-32
• 第3章動應力響應理論分析及工程應用32-43
• 3.1 應力波理論及其發(fā)展32-33
• 3.2 透射系數(shù)法的應用及其假定33
• 3.3 透射系數(shù)的計算33-36
• 3.4 動應力土層界面?zhèn)鬟f系數(shù)36-40
• 3.4.1 公式推導37-39
• 3.4.2 數(shù)據(jù)驗證與分析39-40
• 3.5 土體動力性狀評估與殘余變形預測及其工程應用40-42
• 3.5.1 公式推導40-41
• 3.5.2 工程應用41-42
• 3.6 本章小結42-43
• 第4章室內小比例模型試驗43-69
• 4.1 試驗目的和試驗方案43-46
• 4.1.1 試驗目的43
• 4.1.2 試驗方案設計43-46
• 4.2 試驗材料和試驗設備46-47
• 4.2.1 試驗設備46
• 4.2.2 試驗土樣46-47
• 4.3 試驗過程47-50
• 4.3.1 土樣準備47-48
• 4.3.2 測試過程48-49
• 4.3.3 試驗控制要點49-50
• 4.4 數(shù)據(jù)分析50-59
• 4.4.1 車輛荷載作用下上覆硬殼層軟土路基中的動應力特征50-51
• 4.4.2 速度的影響51-53
• 4.4.3 硬殼層厚度的影響53-54
• 4.4.4 車重的影響54-55
• 4.4.5 硬殼層彈性模量的影響55-56
• 4.4.6 硬殼層作用的機理56-59
• 4.4.7 正交試驗數(shù)據(jù)處理59
• 4.5 尺寸效應59-68
• 4.5.1 不同比例模型動應力衰減規(guī)律60-61
• 4.5.2 土體能量吸收特性揭示尺寸效應問題的可行性61-63
• 4.5.3 均質土層內尺寸效應63-65
• 4.5.4 上、下土層界面處尺寸效應65-68
• 4.6 本章小結68-69
• 結論69-70
• 參考文獻70-76
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果76-77
• 致謝77

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾捷;;軟基處理“硬殼層”原理在工程設計管理中的應用[J];湖南交通科技;2009年03期

2 周榮華;;數(shù)據(jù)模擬計算分析硬殼層對填筑過程的影響作用[J];黑龍江交通科技;2013年11期

3 張曉博;;路堤荷載作用下軟土硬殼層地基沉降規(guī)律[J];交通世界(建養(yǎng).機械);2014年03期

4 付傳飛;付宏淵;陳兆恩;;上覆硬殼層軟土地基極限承載力計算研究[J];公路與汽運;2009年01期

5 樊友杰;;硬殼層地基強度特性的室內試驗研究[J];土工基礎;2012年01期

6 馬建光;;數(shù)據(jù)模擬計算分析硬殼層對填筑過程的影響[J];交通世界(建養(yǎng).機械);2012年11期

7 王錫朝,夏永承;地表硬殼層受荷時下臥淤泥層內水平應力的試驗研究[J];石家莊鐵道學院學報;1996年04期

8 倪俊;凌偉;涂祥進;;長江漫灘地區(qū)利用無機結合料淺層摻拌構造“人工硬殼層”進行軟基處理的工程實踐[J];交通世界(建養(yǎng).機械);2008年12期

9 蔚曉丹;鄭甲佳;吳立堅;;軟土硬殼層地基的破壞模式[J];公路交通科技;2012年08期

10 閆澍旺;郭炳川;孫立強;李偉;;硬殼層在吹填土真空預壓中的應用[J];巖石力學與工程學報;2013年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 錢玉林;;高等級公路建設中“硬殼層”效用分析[A];第五屆全國結構工程學術會議論文集（第一卷）[C];1996年

2 高永;吳躍東;;高速公路地基硬殼層的工程性質及臨塑荷載[A];第八次水利水電地基與基礎工程學術會議論文集[C];2006年

3 張留俊;;高路堤下軟土硬殼層工程性質的研究[A];第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集公路設計與施工卷[C];2002年

4 王寧偉;劉曦;高園;;人造薄硬殼層軟土地基附加應力分布規(guī)律的研究[A];第21屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ冊[C];2012年

5 劉青松;張春雷;汪順才;朱偉;大木宜章;;淤泥堆場人工硬殼層地基極限承載力室內模擬研究[A];第二屆中國水利水電巖土力學與工程學術討論會論文集（一）[C];2008年

6 吳立堅;馮瑞玲;鄧捷;;路堤下多層地基的作用機理及利用技術研究[A];第十四屆中國科協(xié)年會第21會場：山區(qū)高速公路技術創(chuàng)新論壇論文集[C];2012年

7 王寧偉;盧淑雯;王玉梅;高園;胡文浩;;固化劑摻量對硬殼層強度影響的試驗研究[A];科技創(chuàng)新與產業(yè)發(fā)展（A卷）——第七屆沈陽科學學術年會暨渾南高新技術產業(yè)發(fā)展論壇文集[C];2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱健;高填方涵洞涵頂土壓力及地基承載力研究[D];湖北工業(yè)大學;2016年

2 劉云飛;車輛荷載作用下上覆硬殼層軟土路基動應力響應特征[D];燕山大學;2016年

3 楊彬;洞庭湖區(qū)軟土硬殼層路基的沉降計算方法與承載特性研究[D];湖南大學;2010年

4 樊友杰;公路路基硬殼層的工程特性及利用研究[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2010年

5 劉霞;路堤下軟土硬殼層地基的破壞模式及承載力研究[D];北京交通大學;2012年

6 王玉梅;帶肋梁硬殼層軟土地基應力與變形的研究[D];沈陽建筑大學;2012年

7 毛成琦;路堤荷載作用下軟土硬殼層地基變形特征分析和沉降計算[D];北京交通大學;2011年

8 袁懷宇;高路堤河灘相軟土硬殼層特點及施工控制研究[D];長安大學;2000年

9 李玲玲;高等級公路動力固結加厚硬殼層處理方法的研究[D];重慶交通大學;2009年

10 付傳飛;硬殼層軟土地基工程特性研究[D];長沙理工大學;2009年

，

本文編號：788046