發(fā)布時(shí)間：2017-09-03 23:34

  本文關(guān)鍵詞：車(chē)輛荷載作用下上覆硬殼層軟土路基動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)特征

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【摘要】：充分發(fā)揮和挖掘硬殼層的“殼體效應(yīng)”對(duì)路基工程具有十分重要的工程應(yīng)用價(jià)值,目前有關(guān)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(chē)載的出現(xiàn),研究車(chē)輛荷載作用下路基的動(dòng)力特性顯得尤為重要。首先通過(guò)有限差分軟件FLAC3D建立了車(chē)輛荷載作用下上覆硬殼層軟土路基的數(shù)值計(jì)算模型,研究了硬、軟土層的動(dòng)應(yīng)力傳播規(guī)律,分析了硬殼層特性、行車(chē)速度對(duì)動(dòng)應(yīng)力擴(kuò)散的影響,得到了初步的結(jié)論。以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ),從硬殼層和下臥軟土層波阻抗具有明顯差異角度,通過(guò)透射系數(shù)揭示了硬、軟土層界面處的動(dòng)應(yīng)力突變現(xiàn)象。通過(guò)數(shù)值模擬獲得豎向動(dòng)應(yīng)力峰值的衰減規(guī)律,推導(dǎo)得出一種能綜合表征動(dòng)應(yīng)力突變規(guī)律的土層界面?zhèn)鬟f系數(shù),并給出了相應(yīng)的計(jì)算方法及應(yīng)用范圍。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,較已有方法具有過(guò)程簡(jiǎn)單、精度高等特點(diǎn)。進(jìn)行了車(chē)輛荷載作用下硬殼層軟土路基室內(nèi)模型試驗(yàn),利用水泥土研究了硬殼層的特性,設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn)方案從試驗(yàn)角度進(jìn)一步驗(yàn)證了不同因素對(duì)硬殼層應(yīng)力擴(kuò)散效應(yīng)的影響。并分析了硬殼層厚度、彈性模量、車(chē)重、行車(chē)速度對(duì)動(dòng)應(yīng)力影響程度的大小。在利用數(shù)值模擬技術(shù)獲得路基土動(dòng)應(yīng)力衰減規(guī)律的基礎(chǔ)上,反演得出土體能量吸收系數(shù),依據(jù)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果,與模型比例k符合負(fù)指數(shù)函數(shù)關(guān)系,構(gòu)建出能夠揭示均質(zhì)土體尺寸效應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。推導(dǎo)得出以土層界面能量吸收系數(shù)為表征參量的尺寸效應(yīng)方程,并給出了待定系數(shù)的取值范圍,揭示了土層界面過(guò)渡段的尺寸效應(yīng)響應(yīng)規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：道路工程 硬殼層 室內(nèi)模型試驗(yàn) 數(shù)值模擬 尺寸效應(yīng) 動(dòng)力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(yīng)力擴(kuò)散的研究12-13
• 1.2.2 車(chē)輛荷載作用下路基土動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)的理論方法13
• 1.2.3 車(chē)輛荷載作用下路基動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)室內(nèi)模型試驗(yàn)方法13-15
• 1.2.4 車(chē)輛荷載作用下路基土動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)數(shù)值模擬15-16
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線16-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-18
• 第2章動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)的數(shù)值模擬研究18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 車(chē)輛荷載的特性18-19
• 2.3 車(chē)輛荷載的簡(jiǎn)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(dòng)應(yīng)力的傳播規(guī)律25-27
• 2.5.2 硬殼層特性對(duì)動(dòng)應(yīng)力擴(kuò)散的影響27-30
• 2.5.3 行車(chē)速度對(duì)動(dòng)應(yīng)力傳遞的影響30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)理論分析及工程應(yīng)用32-43
• 3.1 應(yīng)力波理論及其發(fā)展32-33
• 3.2 透射系數(shù)法的應(yīng)用及其假定33
• 3.3 透射系數(shù)的計(jì)算33-36
• 3.4 動(dòng)應(yīng)力土層界面?zhèn)鬟f系數(shù)36-40
• 3.4.1 公式推導(dǎo)37-39
• 3.4.2 數(shù)據(jù)驗(yàn)證與分析39-40
• 3.5 土體動(dòng)力性狀評(píng)估與殘余變形預(yù)測(cè)及其工程應(yīng)用40-42
• 3.5.1 公式推導(dǎo)40-41
• 3.5.2 工程應(yīng)用41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章室內(nèi)小比例模型試驗(yàn)43-69
• 4.1 試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)方案43-46
• 4.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>43
• 4.1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)43-46
• 4.2 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)設(shè)備46-47
• 4.2.1 試驗(yàn)設(shè)備46
• 4.2.2 試驗(yàn)土樣46-47
• 4.3 試驗(yàn)過(guò)程47-50
• 4.3.1 土樣準(zhǔn)備47-48
• 4.3.2 測(cè)試過(guò)程48-49
• 4.3.3 試驗(yàn)控制要點(diǎn)49-50
• 4.4 數(shù)據(jù)分析50-59
• 4.4.1 車(chē)輛荷載作用下上覆硬殼層軟土路基中的動(dòng)應(yīng)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(chē)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(jī)理56-59
• 4.4.7 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理59
• 4.5 尺寸效應(yīng)59-68
• 4.5.1 不同比例模型動(dòng)應(yīng)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(yīng)問(wèn)題的可行性61-63
• 4.5.3 均質(zhì)土層內(nèi)尺寸效應(yīng)63-65
• 4.5.4 上、下土層界面處尺寸效應(yīng)65-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果76-77
• 致謝77

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