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原文传递交通荷载作用下土的力学分析

论文题名：	交通荷载作用下土的力学分析
关键词：	地面力学;交通荷载;土体结构;有限元计算;水平力系数
摘要：	本文首先介绍了地面力学的研究任务、研究内容和研究意义，综述了该领域目前国内外的研究现状，该领域的研究中存在的一些问题及展望。概述了研究地面力学所需的一些基本理论基础和分析方法，其中包括近地表土壤的弹性理论和塑性理论、车辆行驶的土的弹塑性本构关系、交通荷载的特性模拟和有限元分析动力问题的一些基本概念和内容。与传统计算方法不同，本文在有限元计算模型中，采用两种不同的加载方式(均匀荷载和非均匀荷载)加载，分别计算移动恒定荷载和移动简谐荷载作用下土体结构的应力、应变和位移值，并分析比较。设计并进行了车辆地面相互作用实验，对实验结果与理论计算结果进行了对比分析，吻合较好。本文完成的主要工作如下： 1、将交通荷载简化为静载，将所研究问题假设为平面应变问题，利用有限元软件ANSYS分层建模并模拟计算，讨论应力随轮载的变化规律，并用MATLAB拟合，给出经验方程，对工程设计有一定的参考和应用价值。 2、将交通荷载简化为移动的恒定荷载和移动的简谐荷载，利用ANSYS建模并计算。在不考虑水平力因素的情况下，分别讨论两种荷载模型作用方式下，轮载和车速对结构应力、应变和位移的变化规律。针对不同的工况组合(五种车型、七种速度)分别计算得到结构应力、应变和位移的数值结果，并分析总结，给出经验方程。 3、考虑水平力因素时，分析了刹车制动和正常行驶两种情况下车辆与地面相互作用的情形。针对不同的水平力系数，分别计算结构应力、应变和位移的数值结果，并分析总结其规律，给出经验方程。 4、利用实验所测数据与有限元计算结果对比分析，验证计算模型和结果的正确性。其中：(1)在有限元计算模型中，采用两种不同的加载方式加载，并对计算结果进行分析比较；(2)设计并进行了车辆地面相互作用实验。是本文的创新之处。
作者：	朱东方
专业：	工程力学
导师：	尹冠生
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文