【博士】交通荷載下路基土應力、應變量化模型及工后沉降預測研究【2007】

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　　學科專業(yè)：工程力學　　授予學位：博士　　學位授予單位：中山大學　　學位年度： 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病害的根源。　　但是，國內(nèi)外在這一領域的理論及相關技術研究還遠沒有系統(tǒng)、深入，一些關鍵性問題尚需通過全面的研究和相應的實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力的響應模式”、“交通荷載下路基土的動應變特性及其計算方法”、“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)生的動附加應力與永久變形至今尚未有成熟的計算模式和方法，在實際路道工程設計與建設中，仍是將車輛荷載簡化為靜荷載，通過靜土力學理論來分析交通荷載下的路基土應力、應變行為。　　基于上述情況，本文采用模型模擬試驗、循環(huán)荷載單軸壓縮試驗及原位監(jiān)測試驗與理論分析相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了交通荷載下路基土動附加應力的時空分布規(guī)律、提出了路基土動附加應力累積效應的概念，探討了動附加應力累積與荷載次數(shù)、荷載頻率、動附加應力水平及深度的關系，同時根據(jù)Shakedown理論，分析了交通荷載下路基土彈性應變、應變硬化和應變軟化3種應變行為，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控制技術。研究將為道路工程建設、地基處理及養(yǎng)護技術提供科學的理論基礎?！　”疚慕⒌慕煌ê奢d下路基土中動附加應力量化模型，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)生的豎向動附加應力時，可能會出現(xiàn)較大的誤差。為方便計算，本文將車輛荷載在路基頂部產(chǎn)生的豎向動附加應力簡化為矩形均布移動荷載，但原位觀測試驗數(shù)據(jù)顯示，交通荷載在路基頂部產(chǎn)生的豎向動附加應力的波形更適合采用三角形曲線或正弦曲線來描述。進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力及永久變形的計算方法。　　

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