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路基压实黄土动力特性及车辆荷载作用下的响应研究
| 论文题名： | 路基压实黄土动力特性及车辆荷载作用下的响应研究 |
| 关键词： | 交通荷载;动三轴试验;车辆模型;附加动应力;阻尼比;残余变形;路基压实黄土 |
| 摘要： | 公路投入运营以后，在交通荷载反复作用下，路基会产生一定的残余沉降变形，过大的沉降会使路面产生破坏，降低车辆行驶的舒适性，甚至影响行车安全。这种问题在公路工程中非常常见，增加了惊人的维修费用。本文针对这个问题进行了系统深入的研究。 本文利用GDS动三轴试验仪研究了压实黄土在不同初始应力状态、不同含水量、不同干密度与不同振次下的动力特性，总结这些因素对其动弹模量、阻尼比、动变形、动强度、残余应变与振陷等动力特性的影响，在此基础上对压实黄土的动本构关系进行分析，得到双曲线型本构关系中有关参数的取值。 路基土体变形是车辆荷载长期反复作用的结果，与土体的流变特性联系密切，通过应变控制式室内动三轴试验，对压实黄土的流变特性进行研究，得到不同应力状态、不同含水量与不同干密度状况下压实黄土的动力流变特性，提出了相应的经验计算公式。 路面的不平顺性是车辆产生振动的原因，车辆自身的结构特性对车辆动载大小有着非常重要的影响。通过对路面不平度的数学输入模型及其车辆模型的系统分析，编制了相应的计算程序；研究了不同平顺性路面、不同车速与超载情况下车辆轮载的变化规律。在此基础上，对车辆轮载在频域中的特征进行了分析。 附加动应力在路基路面中的分布规律是确定交通荷载作用下路基路面累积残余变形的前提，其与振波在路基中的传播与衰减有着密切联系。通过对无限弹性体与半无限弹性体中振波传播规律的分析，得到各种振波的波速计算公式，分析了振波的衰减规律。基于有关文献试验成果，对成层土体与路基中附加动应力的分布规律进行数值分析，验证了该有限元计算结果的可靠性。 通过有限元程序对车辆荷载作用下路基动力响应的数值分析，得到车辆荷载作用位置固定与移动情况下附加动应力在路基中的分布规律及其累积残余变形的变化规律，并分析了超载情况下路基的动力响应。最后，就压实黄土动参数对路面变形的影响做了分析。 |
| 作者： | 李又云 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 谢永利 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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