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原文传递路基土永久变形预估模型研究

论文题名：	路基土永久变形预估模型研究
关键词：	沥青路面;路表车辙;地基变形;有限元分析
摘要：	车辙是沥青路面最常见的破坏形式之一，不仅影响车辆行驶的舒适性，严重时还影响行车安全。目前国外的沥青路面设计主要通过两种方法控制路面的过量车辙：一是控制路基顶面的压应变小于容许压应变；二是采用分层总和法直接计算路表的车辙，这两种方法均需要路基土永久变形预估模型。本文对路基土永久变形预估模型进行了研究。主要内容如下： ⑴参考国外路基土永久变形以及回弹模量的试验方案以及我国对于路基土压实度、含水量等的规定，对相关试验参数进行论证，建立了路基土永久变形重复加载试验方案，其中三种土加载1万次，1种土加载10万次以上。 ⑵利用万能材料试验机对四种路基土进行了重复加载动三轴试验，得到了永久变形的发展曲线。选择了一种塑性应变和荷载作用次数之间的关系式，使用最小二乘法拟合出该式中的系数与含水量和回弹模量之间的回归公式，得到了路基土永久变形预估经验模型。试验结果对比分析表明：现有预估模型不适用于我国路基土，本报告建立的路基土永久变形预估经验模型可靠性较高。 ⑶针对路基土在重复荷载作用下表现出明显类似粘弹性滞回圈的特点，把土视为粘弹性体来代替弹塑性体，把重复的动荷载转换成与其等效的恒定荷载，采用三元件等价粘弹性本构方程推导了重复荷载下的路基土永久变形理论模型，并通过试验结果验证了模型的适用性。此模型能有效地预估路基土第一、二阶段永久变形的发展，但不能描述路基土永久变形的第三阶段。 ⑷利用ABAQUS有限元软件，分别采用两种方法对于路基土重复加载动三轴试验进行仿真，方法一中路基土采用扩展的Drunker—Prager塑性本构模型，重复施加间歇的半正弦荷载；方法二中路基土采用Kelvin—Voigt三元件等效粘弹性本构模型，并把重复的动荷载转换成与其等效的恒定荷载。曲线拟合结果表明，两种方法仿真得到的路基土永久变形发展规律与室内试验结果相同。
作者：	张洪亮
专业：	道路与铁道工程
导师：	郭忠印
授予学位：	博士后
授予学位单位：	同济大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文