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交通荷载下层状道路系统动力响应分析
| 论文题名： | 交通荷载下层状道路系统动力响应分析 |
| 关键词： | 交通荷载;层状道路系统;动力响应;层状体系理论 |
| 摘要： | 近年来，各地交通发展日益迅速，一大批高速公路项目已经建成或正在建设之中，交通荷载所引起的路基土沉降问题也日益突出，在长期的交通荷载下路基将产生显著的永久变形，表现为较大的工后沉降和不均匀沉降，并逐步反映到路面，进而影响路面结构的使用性能和使用寿命。道路系统是一个统一的整体，各层相互耦合，共同将车辆动载传递到下覆的路基软土中，道路系统各层的厚度、含水量、材料组成、剪切模量等参数的变化都将直接影响到路面结构整体的稳定性，进而反映到下覆路基土的沉降变形。 当前，层状道路系统中动应力和应变的时空分布规律并没有解决好，因此如果能够定量分析交通荷载下层状道路系统中的动力响应，将为计算交通荷载作用下道路的永久变形和道路病害的防治提供基础，具有重大意义。 本论文通过原位监测试验及室内模型模拟试验的相关数据，分析了各种因素的影响，分析总结出了层状道路系统在交通荷载下的动应力时空分布规律。在现有的弹性层状体系理论的基础上，采用传递矩阵方法，结合粘弹性运动方程，推导了交通荷载下三维粘弹性层状道路系统的动力响应解答，最后采用Matlab矩阵分析软件进行了数值计算，和室内模型模拟试验的结果进行了对比分析。在上述分析的基础上采用快速拉格朗日有限差分程序FLAC3D编制了交通荷载下层状道路系统动力响应分析程序，对层状道路系统进行三维数值模拟计算，分析了层状道路系统内部动应力和动位移时空分布规律，并将计算结果与现场原位监测试验进行了对比分析，证明了计算程序的有效性。 本论文取得的主要研究成果有以下几个方面： （1）通过模型模拟试验及原位监测试验数据的分析，分析了各种影响因素对交通荷载下层状道路系统动附加应力时空分布规律的影响。 （2）通过粘弹性层状体系理论和传递矩阵方法，推导得出了交通荷载下三维粘弹性层状道路系统的动力响应解答，揭示了任意深度土体中动应力和应变的分布规律。 （3）采用FLAC3D非线性动力分析方法编制了交通荷载作用下层状道路系统动力响应的数值模拟程序，可用于路基路面工程的仿真分析。 本文的研究成果将进一步丰富土动力学理论，可为预测交通荷载下路基软土的动应力累积量、塑性应变累积量及永久变形提供依据，并为路面结构的设计和施工、更好的解决路基软土病害问题提供理论基础。 |
| 作者： | 徐通 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 汤连生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中山大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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