【博士】交通荷載下路基土應(yīng)力、應(yīng)變量化模型及工后沉降預(yù)測研究【2007】

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　　學(xué)科專業(yè)：工程力學(xué)　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：中山大學(xué)　　學(xué)位年度： 2007年　　路基是路面的支承結(jié)構(gòu)物，在交通荷載作用下，路基土將產(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。特別是對于零填方或低路堤情況下的公路軟基，由于交通荷載反復(fù)作用引起的路基土永久變形，是軟土地區(qū)高等級道路局部沉陷及相關(guān)病害的根源?！　〉?，國內(nèi)外在這一領(lǐng)域的理論及相關(guān)技術(shù)研究還遠(yuǎn)沒有系統(tǒng)、深入，一些關(guān)鍵性問題尚需通過全面的研究和相應(yīng)的實(shí)踐以后才能得到明確和解決，譬如：“交通荷載下路基土中動附加應(yīng)力的響應(yīng)模式”、“交通荷載下路基土的動應(yīng)變特性及其計(jì)算方法”、“路基工后沉降的組成及控制措施”等。由于路基土在交通荷載作用下產(chǎn)生的動附加應(yīng)力與永久變形至今尚未有成熟的計(jì)算模式和方法，在實(shí)際路道工程設(shè)計(jì)與建設(shè)中，仍是將車輛荷載簡化為靜荷載，通過靜土力學(xué)理論來分析交通荷載下的路基土應(yīng)力、應(yīng)變行為?！　』谏鲜銮闆r，本文采用模型模擬試驗(yàn)、循環(huán)荷載單軸壓縮試驗(yàn)及原位監(jiān)測試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了交通荷載下路基土動附加應(yīng)力的時空分布規(guī)律、提出了路基土動附加應(yīng)力累積效應(yīng)的概念，探討了動附加應(yīng)力累積與荷載次數(shù)、荷載頻率、動附加應(yīng)力水平及深度的關(guān)系，同時根據(jù)Shakedown理論，分析了交通荷載下路基土彈性應(yīng)變、應(yīng)變硬化和應(yīng)變軟化3種應(yīng)變行為，確定了5種不同類型車輛荷載在4種不同性質(zhì)路基土中的影響深度，建立了交通荷載下路基土動附加應(yīng)力量化模型和永久變形量化模型。最后，本文探討了交通荷載下路基土工后沉降的組成模式及其相關(guān)控制技術(shù)。研究將為道路工程建設(shè)、地基處理及養(yǎng)護(hù)技術(shù)提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)?！　”疚慕⒌慕煌ê奢d下路基土中動附加應(yīng)力量化模型，假定路基為均質(zhì)彈性半無限空間體，因此在計(jì)算非均質(zhì)層狀地基在交通荷載下產(chǎn)生的豎向動附加應(yīng)力時，可能會出現(xiàn)較大的誤差。為方便計(jì)算，本文將車輛荷載在路基頂部產(chǎn)生的豎向動附加應(yīng)力簡化為矩形均布移動荷載，但原位觀測試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，交通荷載在路基頂部產(chǎn)生的豎向動附加應(yīng)力的波形更適合采用三角形曲線或正弦曲線來描述。進(jìn)一步的研究可以考慮根據(jù)目前的彈性層狀體系理論，將車輛荷載簡化為三角形荷載或正弦荷載，更深入地探討交通荷載下在多層路基土中的動附加應(yīng)力及永久變形的計(jì)算方法。　　

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