交通荷载作用下低路堤动力特性试验研究

结合连盐高速低路堤,对路堤进行了动应力、振动响应等现场测试,分析了路基中附加动应力及振动位移的变化规律.并且通过应力控制的室内动三轴试验,采用一定的动应力频率、不同的循环应力比来模拟交通荷载,研究了在循环荷载作用下,连盐高速公路饱和软粘土的轴向累计应变、孔隙水压力和轴向周期应变软化的变化规律.实验结果表明:路堤中动应力和振动位移随行车速度和车重的增加而增加,随深度的增加而降低,有效影响深度达2.5 m;原状土的临界循环应力比远大于重塑土,承受循环应力能力高于重塑土.因此,要加强浅层路基强度,同时要减少对底部下卧层软粘土的扰动.其结果可为在软土地基上设计和施工低路堤高速公路提供有益的参考.  

动态空心圆柱剪切仪模拟复杂应力路径能力

常用的室内土动力试验设备,如单向动三轴仪、双向振动三轴仪等,在循环加载过程中主应力的方向和大小的变化均受到一定的限制。动态空心圆柱剪切仪能模拟各种复杂应力路径加载模式,是目前研究主应力变化对土体性状影响的理想设备。推导了恒定主应力偏转角循环加载方程和常广剪应力主应力轴循环加载方程,对比加载方程理论与试验加载曲线峰值,其相对误差在1.3%～2.5%之间,由此验证了动态空心圆柱剪切仪能实现复杂加载的能力。构建了两组模拟交通荷载的加载方程,为模拟真实交通荷载引起路基土体单元应力路径变化的空心圆柱循环加载试验提供了思路。  

交通荷载下低路堤路基的动力响应

为分析交通荷载在低路堤及其路基中的扩散和传递变化规律,从路基土工程特性和耦合动力学的角度,建立路基动力分析耦合力学模型,推导出耦合运动方程,以江苏连盐高速公路为研究背景,探讨不同工况下路基的动力响应规律.结果表明:车重、路堤高度、加载方式、路面基层刚度对路基振动影响明显,而车速对路基的影响不大,并将数值解和现场实测值进行比较,验证了所建路基耦合动力模型及计算方法的可靠性.  

移动交通荷载下饱和沥青路面的水力耦合分析

为了解沥青路面的水损害机理,基于Biot动力固结理论,建立了移动交通荷载下“面层-基层-路基”三层体系的物理模型和水力耦合动力控制方程.利用Fourier级数展开、Fourier变换等方法获得了各路面结构层中各物理场分布的半解析解和数值解.经过对比分析干燥路面和饱和路面面层中的应力分布和孔隙水压力分布、路面面层底部排水条件对路面动力响应的影响以及路面剪切模量对孔隙水压力分布的影响,发现:相对于干燥弹性的沥青路面,饱和沥青路面在移动交通荷载的作用下会产生较高的拉应力,形成更大的拉应力区；完全排水边界会显著影响高渗透性路面内的孔隙水压力和孔隙水流速的分布和大小,但是对于低渗透性的路面而言,完全排水边界对孔隙水压力和孔隙水流速的分布和大小影响较弱,只在接近于面层底部的小区域范围内影响显著；最大孔隙水压力随着面层剪切模量的增大而有所降低；排水和不排水边界条件下的最大孔隙水压力都随着基层剪切模量的降低而有所增大.  

交通荷载下路基土动应力应变累积的特性

采用模型试验、循环荷载单轴压缩试验及原位监测试验与理论分析相结合的方法,研究了交通荷载下路基土动附加应力的时空分布规律,提出了路基土动附加应力累积效应的概念,探讨了动附加应力累积与荷载次数、荷载频率、动附加应力水平及深度的关系,分析了交通荷载下路基土塑性应变行为。由此得出动应力累积随加载次数的增加而增大,随深度的增加渐趋平缓,并确定了红黏土的临界应力水平为50%,建立交通荷载下路基土动附加应力量化模型和永久变形量化模型。最后,给出了交通荷载下路基土工后沉降的3种组成模式及其相关控制技术。  

循环荷载作用下路面模型试验研究

介绍了室内模拟交通荷载作用下路面和软土地基共同作用的模型试验，根据试验结果得出了路面板的弯沉、应力以及永久变形。采用弹粘塑性有限元理论分析了路面在竖向静荷载和循环荷载作用下的应力和变形特性，并与试验结果进行了比较。  

预防水泥混凝土路面断板的几项措施

水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构。由于路面经常受重交通荷载、环境条件等外部作用，致使水泥混凝土路面使用性能下降，引起路面的断板，影响了公路运输的效益和行车安全，因此，必须采取措施，加强对水泥混凝土路面的设计、施工及养护管理。  

轨道交通振动荷载下砌体结构的安全标准研究

以2～4层砌体结构为研究对象,利用IDTS3850测试得到铁路沿线地面振动信号。通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行实体建模,定义了材料的失效应力,将测得的地面振动信号输入结构底部单元进行有限元分析,并考虑了轨道交通引起的不同频率的地面振动荷载,求得了相应频率下砌体结构单元失效前后的地面振动临界速度峰值,并确定了砌体结构的振动安全标准。  

交通荷载作用下粉土路基响应特性分析

交通动荷载作用下粉土路基具有沉降变形过大等特点,成为公路工程难题.依据工程实例,采用大型有限差分软件FLAC3D对某粉土路基进行了动力响应分析,得到了路基沉降云图、路表沉降时程规律和剪切应变增量云图等.数值分析表明:动荷载幅值为10kPa、20kPa、30kPa和40kPa时,路基表面沉降位移分别为0.52cm、1.09cm、1.71cm和2.50cm,呈非线性增长;路基沉降分为瞬时沉降和动力固结沉降,其中动力固结沉降约占总沉降的一半左右,在公路工程中应给予重视.  

场地环境改变对城市道路工后沉降的影响

工后沉降常常引起路面起伏变形,降低道路的寿命,过大的工后沉降甚至造成路面破坏、行车危险、道路维护费用高等问题,是城市道路的主要危害.为研究场地环境改变对城市道路工后沉降的影响,论文从工后沉降的组成、产生原因、影响因素进行了详细分析,并据此提出防治工后沉降的措施.