淺談交通荷載作用下道面和軟土地基共同作用數(shù)值分析

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1、浙江大學博士學位論文交通荷載作用下道面和軟土地基共同作用數(shù)值分析姓名：王林玉申請學位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導教師：曾國熙;朱向榮19990701王林玉浙江大學博士學位論文1999年7月交通建墼堡星下道面和墼圭墼!夢同作用墼蘭重蘭至握摘要N機場、高速公路對地基變形有嚴格限制，受地理條件的制約，許多大型民用機場和高速公路不得不建造在深厚的軟土地基上，由于軟土地基含水量高，變形大，?般先要進行較長時間的堆載預壓，以消除土體的固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降。盡管如此，使用期間在飛機、汽車等交通荷載作用下道面也會由于軟粘土的塑性變形而在很長時間內(nèi)發(fā)生沉降，因而有必要研究道面和地基在交通荷載作用下的應力

2、和變形問題。丫本文首先從理論研究、室內(nèi)外試驗和數(shù)值分析三個方面總結(jié)了目前道面體系的研究現(xiàn)狀，闡述了結(jié)構(gòu)與土體共同作用的數(shù)值分析方法，然后采用彈粘塑性有限元理論編制了結(jié)構(gòu)與土體共同作用的計算程序舾嘲，分析了機場跑道在飛機靜荷載作用下道面、基層和軟土地基的應力、撓度以及永久變形隨時間的變化規(guī)律，并討論了地基模量、流動性參數(shù)等的改變對道面應力應變的影響。＼(采用Moh卜coulomb屈服準則和相關(guān)聯(lián)的流動法則，通過屈服面和加載面相結(jié)合的思想得出了循環(huán)荷載作用下道面基層和軟土地基的應力應變關(guān)系，用于計算交通荷載作用下道面累積變形隨時向的變化規(guī)律，并研制了動力彈塑性有限元分析程序D五糾珂。丫研究

3、了有限深粘彈性土體底部豎向變形受限制時，在土體表面作用豎向半正弦動力荷載條件下，土體一維變形問題的解析解，并與相同條件下動力有限元解進行了比較，結(jié)果表明兩者吻合得較好。?、I運用本文建立的動力彈塑性有限元計算程序，分別對機場跑道橫截面和縱截面計算模型進行了分析，研究了單層地基、成層地基以及機場跑道在單次動力荷載和循環(huán)荷載作用下的變形規(guī)律，討論了土體彈性模量、塑性參數(shù)、加載形式和阻尼等對道面、路基和軟土地基的應力和變形的影響。最后，應用動力彈塑性有限元程序?qū)δM道面體系的模型試驗結(jié)果進行了分析，計算值和實測值符合得較好。本文綜合考慮交通荷載的動力特性和循環(huán)性、軟粘土的粘彈塑性以及道面和地

4、基的協(xié)同變形，突破了以往僅考慮單一因素或某些因素影響的局限性，更好地反映了道面和地基在交通荷載作用下的應力和變形規(guī)律，對工程實際具有一定的參考價值和指導意義。卜．王林玉浙江大學博士學位論文1999年7月NumericalAnalysisoⅡthePaVementandSoftCIayGroundIⅡteractionunderTra螄cLoadsAbstractManymOdemairponrunw8ysandexpresshighwayshavetobebuiltOnthicksonclayground．OwingtotheaIlowabledefonnationisstrictly

5、Ilmitedthegroundisusuallyneededtobeimproved．N0tonIvthedefonnationdlleto口rimarvandsecondarvconsolidationsbutalsothepIasticdef0瑚ationinducedbythetra行jc10adsshouldbetakenintoconsideration．Firstly，intheaspectsoftheoreticandnuInericalanalysesandtestingthestateIof-the—artofthepavement’structureisbfien

6、vsummarizedBasedontheelasto．plastictheory，afiniteel哪entpmgram胚蚜下Eisdeveloped．T11estress，deflectionandpemanentdefbrmationofthepavementundefacroplanest缸icloadsareanalvzed，includingtheinfluencesofgroundmodulusandnuiditvparameterThestress—strainrelationsofroadbaseandso最claygroundundercyclicloadsisob

7、tainedbytheideaofcombiningthe如eldsl】嘬ceandloadingsu嘞ce．Adynamicelasto-plasticfiniteelementprograIIlZHE戶：髓isdeveJopedusingMoh卜CoulombyieldcriIerionandtheassociated目0wlawAnanalyticals01utionfortheone-dimensionaldefom，ationofth