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原文传递循环荷载作用下土工合成材料加筋土动力特性研究

论文题名：	循环荷载作用下土工合成材料加筋土动力特性研究
关键词：	土工合成材料加筋土;循环荷载作用;动力特性;变形性状;数值模拟
摘要：	随着经济的快速发展，公路交通量增大、汽车载重增加、车速加快，对交通工程提出更高标准，公路工程结构的安全可靠性与舒适耐久性相比以往具有更高的要求。交通荷载是一种动荷载，在这种循环荷载的长期作用下，路堤的承载力和沉降不可忽视，是设计工作的前提。目前世界各国公路工程规范对公路结构的设计大多依据静荷载作用下的计算理论来进行设计研究，然而车辆行驶过程中对公路结构的实际作用是随机变化的，相比考虑静荷载作用更加不利和复杂。因此，考虑交通荷载作用下公路结构的动力特性已成为重要的热点研究课题。近年来，土工合成材料加筋土技术在公路建设过程中得到了广泛应用，土工合成材料加筋土技术应用提高了公路结构的力学性能，但动力荷载下筋—土之间相互作用机理相当复杂，其理论研究水平远远落后于实际工程应用。为此，研究土和加筋土在循环交通荷载作用下的动力特性及变形性状，建立科学合理的定性或定量理论计算和数值分析方法，提高公路结构设计与分析水平，具有重要的理论意义和工程应用价值。　　本文通过动三轴试验和数值模拟分析，对土和加筋土在循环荷载作用下的动力特性及变形性状进行研究。论文的主要内容和结论如下: 　　(1)通过对土工合成材料加筋土的力学特性和应用进行研究，总结交通荷载作用下土工合成材料路堤的加筋机理和动力作用特点，从而为进一步进行加筋土动力特性研究做好理论准备。　　(2)通过土与加筋土的动三轴试验，研究了循环荷载作用下粘土和粉土两种不同性质的土以及加筋土的动力特性，得到动弹模阻尼特性参数随动应变幅值的变化规律;通过进行不同围压(50Kpa,100Kpa和200Kpa)、不同加筋层数（0层，1层和2层）变化的动三轴试验，得到动弹模阻尼特性的变化规律和影响因素。试验结果分析表明:土与加筋土的动弹性模量随着动应变的增加呈衰减趋势，且随着围压的增大而增大;加筋作用对填土的动弹性模量影响较小;阻尼比随着动应变的增加逐渐增大，随着围压的增大而有减小的趋势;加筋对填土的阻尼比影响作用显著，随着加筋层数的增加，阻尼比也随之增大。　　(3)将粘土和粉土的动三轴试验结果进行对比分析，结果表明:当应变较小时，同一动应变水平下，粉土的动弹性模量高于粘土的动弹性模量;而当动应变εd大于0.01时，两种土样的动弹性模量与动应变的关系曲线逐渐趋于一致。当动应变εd＞1×10-3时，在相同的应变范围内，粉土的阻尼比大于粘土的阻尼比。　　(4)应用动三轴试验结果得到动力特性参数——动弹性模量Ed和阻尼比λ值，通过ABAQUS有限元数值模拟计算方法，建立弹塑性模型，对加筋土路堤进行循环荷载作用下的变形计算及分析。
作者：	潘越
专业：	岩土工程
导师：	时伟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文