交通荷載作用下結(jié)構(gòu)性軟土動(dòng)應(yīng)力動(dòng)應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)

對(duì)軟土地基在靜力荷載作用下的沉降特性,交通荷載作用下軟土的動(dòng)力特性以及交通荷載作用下軟土地基的沉降組成進(jìn)行了分析,對(duì)工程實(shí)際有一定的借鑒作用。

為了研究硬殼層對(duì)低路堤軟土地基動(dòng)力響應(yīng)的影響,將軟土地基上的道路系統(tǒng)模擬成路面-路基-硬殼層-軟土地基4層結(jié)構(gòu)。假設(shè)路面、路基、硬殼層都為單相彈性土體,而軟土地基采用飽和多孔介質(zhì)模擬,通過積分變換法對(duì)模型進(jìn)行推導(dǎo)求解,分別建立了路面、路基、硬殼層和軟土地基的動(dòng)力剛度矩陣,并考慮路表車輛荷載條件、層間連續(xù)條件和飽和軟基表面透水條件,最終集成了道路結(jié)構(gòu)的整體動(dòng)力剛度矩陣,獲得了車輛荷載作用下低路堤軟土地基的動(dòng)力響應(yīng)解答。在該基礎(chǔ)上,利用快速傅里葉逆變換方法對(duì)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值求解,詳細(xì)分析了硬殼層厚度、模量和泊松比對(duì)動(dòng)應(yīng)力擴(kuò)散作用的影響。研究結(jié)果表明,軟土地基表面的動(dòng)力響應(yīng)對(duì)硬殼層厚度和模量的變化十分敏感,硬殼層的存在大大地減弱了軟基頂面的豎向動(dòng)應(yīng)力,并且增大了豎向動(dòng)應(yīng)力的分布范圍,可見硬殼層對(duì)交通荷載引起的動(dòng)力響應(yīng)有明顯的擴(kuò)散作用。

往復(fù)荷載作用下凍土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的研究——凍土的力學(xué)參數(shù)是與加載條件和加載歷史以及溫度、含水量等多方面因素有關(guān)的過程量，在不同的應(yīng)力環(huán)境中表現(xiàn)出不同的力學(xué)特性．研究了加載方式、含水量以及溫度對(duì)不同試樣類型的力學(xué)性能的影響．結(jié)果表明：不同加載方...

交通荷載下路基土動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變累積的特性

交通荷載下路基土動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變累積的特性

為探討動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)性軟土微結(jié)構(gòu)演化特征，對(duì)天津?yàn)I海新區(qū)典型結(jié)構(gòu)性軟土進(jìn)行動(dòng)力三軸試驗(yàn)，并對(duì)特定循環(huán)振次下土樣進(jìn)行微結(jié)構(gòu)制樣及電鏡掃描，重點(diǎn)研究不同動(dòng)應(yīng)力比、不同振次以及不同圍壓下，循環(huán)荷載作用對(duì)軟土微結(jié)構(gòu)演化的影響。試驗(yàn)與測(cè)試結(jié)果表明：隨動(dòng)應(yīng)力比、振次以及圍壓的增加，顆粒數(shù)量和孔隙數(shù)量增加，而顆粒等效直徑、顆粒形態(tài)比、孔隙等效直徑、孔隙形態(tài)比減小。當(dāng)動(dòng)應(yīng)力幅值小于臨界幅值時(shí)，微觀結(jié)構(gòu)隨振次增加很快趨于穩(wěn)定，當(dāng)動(dòng)應(yīng)力幅值大于或等于臨界幅值時(shí)，微觀結(jié)構(gòu)隨振次增加持續(xù)處于變化中。循環(huán)荷載作用過程中，當(dāng)圍壓分別在土體固結(jié)結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力前后取值時(shí)，微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)值存在明顯變化，不同微結(jié)構(gòu)參數(shù)值與振次均呈對(duì)數(shù)關(guān)系，相關(guān)性較好。

為探討動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)性軟土微結(jié)構(gòu)演化特征,對(duì)天津?yàn)I海新區(qū)典型結(jié)構(gòu)性軟土進(jìn)行動(dòng)力三軸試驗(yàn),并對(duì)特定循環(huán)振次下土樣進(jìn)行微結(jié)構(gòu)制樣及電鏡掃描,重點(diǎn)研究不同動(dòng)應(yīng)力比、不同振次以及不同圍壓下,循環(huán)荷載作用對(duì)軟土微結(jié)構(gòu)演化的影響。試驗(yàn)與測(cè)試結(jié)果表明:隨動(dòng)應(yīng)力比、振次以及圍壓的增加,顆粒數(shù)量和孔隙數(shù)量增加,而顆粒等效直徑、顆粒形態(tài)比、孔隙等效直徑、孔隙形態(tài)比減小。當(dāng)動(dòng)應(yīng)力幅值小于臨界幅值時(shí),微觀結(jié)構(gòu)隨振次增加很快趨于穩(wěn)定,當(dāng)動(dòng)應(yīng)力幅值大于或等于臨界幅值時(shí),微觀結(jié)構(gòu)隨振次增加持續(xù)處于變化中。循環(huán)荷載作用過程中,當(dāng)圍壓分別在土體固結(jié)結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力前后取值時(shí),微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)值存在明顯變化,不同微結(jié)構(gòu)參數(shù)值與振次均呈對(duì)數(shù)關(guān)系,相關(guān)性較好。

交通荷載作用下軟土地基累積塑性變形分析——針對(duì)交通荷載作用下軟土地基的變形問題，采用累積應(yīng)變的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其累積沉降。首先通過確定車輛荷載引起的動(dòng)偏應(yīng)力和土層的力學(xué)指標(biāo)計(jì)算出靜力破壞偏應(yīng)力，然后通過考慮土物理力學(xué)性質(zhì)、循環(huán)荷載次數(shù)的累積變形公...

交通荷載作用下道路與軟土地基彈塑性變形分析

借助數(shù)值模擬軟件flac3d的動(dòng)力分析功能,編制了計(jì)算模型構(gòu)建與求解的程序,對(duì)交通荷載作用下上覆硬殼層軟土地基動(dòng)力響應(yīng)特征展開分析.交通荷載作用下產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力在地基土中的傳遞規(guī)律表現(xiàn)出以下特征:不同埋深處,應(yīng)力時(shí)程曲線波動(dòng)出現(xiàn)短暫的滯后現(xiàn)象;應(yīng)力水平的高低以及有無(wú)硬殼層對(duì)于動(dòng)應(yīng)力衰減速率影響較大,動(dòng)應(yīng)力衰減速率呈現(xiàn)非線性變化特征;動(dòng)應(yīng)力沿深度方向的衰減率較靜應(yīng)力明顯迅速;上覆硬殼層的存在增大了動(dòng)應(yīng)力的影響擴(kuò)散半徑,且動(dòng)應(yīng)力在地基土中的擴(kuò)散路徑得以改善.

為了揭示交通荷載對(duì)低填道路下臥軟土地基的動(dòng)力影響規(guī)律,對(duì)軟土地基的動(dòng)孔隙水壓力進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,分析了不同上部路堤厚度和行車速度工況下地基孔隙水壓力的分布規(guī)律,并據(jù)此借助數(shù)值模擬對(duì)長(zhǎng)期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降進(jìn)行計(jì)算分析.結(jié)果表明:上部路堤結(jié)構(gòu)對(duì)交通荷載的動(dòng)力激勵(lì)具有消減作用,填筑厚度越小,下臥軟土地基的動(dòng)力響應(yīng)越明顯,且隨著深度的增加動(dòng)孔隙水壓力呈衰減趨勢(shì),長(zhǎng)期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降呈近似指數(shù)型非線性增長(zhǎng).

為了揭示交通荷載對(duì)低填道路下臥軟土地基的動(dòng)力影響規(guī)律,對(duì)軟土地基的動(dòng)孔隙水壓力進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,分析了不同上部路堤厚度和行車速度工況下地基孔隙水壓力的分布規(guī)律,并據(jù)此借助數(shù)值模擬對(duì)長(zhǎng)期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降進(jìn)行計(jì)算分析.結(jié)果表明：上部路堤結(jié)構(gòu)對(duì)交通荷載的動(dòng)力激勵(lì)具有消減作用,填筑厚度越小,下臥軟土地基的動(dòng)力響應(yīng)越明顯,且隨著深度的增加動(dòng)孔隙水壓力呈衰減趨勢(shì),長(zhǎng)期交通荷載作用下軟土地基的附加沉降呈近似指數(shù)型非線性增長(zhǎng).

為探討天津?yàn)I海新區(qū)典型結(jié)構(gòu)性軟土的動(dòng)力特性,采用動(dòng)三軸試驗(yàn)和壓汞試驗(yàn),對(duì)交通荷載作用下結(jié)構(gòu)性軟土微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了研究。取原狀土和動(dòng)荷載作用后的土樣進(jìn)行壓汞測(cè)試,用分形理論對(duì)壓汞測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,探討孔隙分布特征,提出孔徑劃分的方法,給出了卓越頻率與土體孔隙變化的規(guī)律。研究結(jié)果表明:在動(dòng)荷載作用后,天津?yàn)I海新區(qū)典型軟土的孔隙分布發(fā)生改變,可分為3種類型;利用menger海綿模型研究交通荷載作用下結(jié)構(gòu)性軟土的孔隙分布特性是可行的;用孔隙分維數(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)卓越頻率的預(yù)測(cè)以及路基土體變形行為的機(jī)制分析。

沖擊荷載作用對(duì)土體力學(xué)特性影響較大,為了研究此特性,基于天津?yàn)I海結(jié)構(gòu)性軟黏土,以空心圓柱扭剪儀模擬沖擊荷載作用,并在沖擊荷載作用前后對(duì)土體進(jìn)行不固結(jié)不排水三軸試驗(yàn),對(duì)比研究不同試驗(yàn)條件下結(jié)構(gòu)性軟黏土力學(xué)特性。試驗(yàn)結(jié)果表明:低圍壓常規(guī)三軸剪切試驗(yàn)狀態(tài)下,土體表現(xiàn)出弱應(yīng)變軟化現(xiàn)象,且土體抗剪強(qiáng)度包線不能用直線表示,而是可由兩條直線近似擬合而成;沖擊荷載作用時(shí),在一定應(yīng)力范圍內(nèi),沖擊荷載越大,土體軸向應(yīng)變、孔隙壓力以及主應(yīng)力差峰值也越大;沖擊荷載作用后三軸剪切試驗(yàn)各圍壓下土體都呈應(yīng)變硬化型,主應(yīng)力差峰值均大幅減小,且土體抗剪強(qiáng)度包線均可用直線表示,c、φ值也遠(yuǎn)小于未受沖擊荷載時(shí)三軸剪切試驗(yàn)相應(yīng)數(shù)值。最后,總結(jié)分析沖擊荷載作用對(duì)軟黏土強(qiáng)度的影響,并擬合得到強(qiáng)度折減與圍壓、沖擊荷載的關(guān)系,為實(shí)際工程中承受沖擊荷載的結(jié)構(gòu)性軟黏土強(qiáng)度確定提供參考。

經(jīng)試驗(yàn)研究得出有關(guān)軟土變形特性、結(jié)構(gòu)性及其對(duì)軟土變形的影響。在低頻循環(huán)荷載作用下,軟土的變形隨著循環(huán)次數(shù)的增加而增大,表現(xiàn)出變形累積性,且當(dāng)荷載周期延長(zhǎng)時(shí),具有一定的流變特性;由于原狀土具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性,因此其變形特性和重塑土的變形特性有很大差別,當(dāng)所施加的荷載小于結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度時(shí),軟土的結(jié)構(gòu)性較強(qiáng),其變形量較小,隨著荷載的進(jìn)一步施加,結(jié)構(gòu)性破壞程度提高,軟土的變形量逐漸增大;結(jié)構(gòu)性的破壞程度不僅與作用于軟土試樣的荷載大小有關(guān),而且還和加荷速率及作用時(shí)間有關(guān)。

本文主要針對(duì)受循環(huán)荷載作用影響,而致使軟土動(dòng)力特性出現(xiàn)的各種變化進(jìn)行分析,并以云南某地區(qū)的軟土作為本次研究的對(duì)象,展開動(dòng)三軸試驗(yàn),結(jié)果表明,該地區(qū)軟土的結(jié)構(gòu)性十分顯著,在(εd-lgn)曲線存在應(yīng)變轉(zhuǎn)折點(diǎn),且在此轉(zhuǎn)折點(diǎn)之上土地開始明顯變形。而動(dòng)強(qiáng)度則隨著固結(jié)圍壓的上漲而不斷擴(kuò)大,希望本次試驗(yàn)研究可以為相關(guān)領(lǐng)域提供一些有效的參考意見。

波浪荷載下粉質(zhì)土動(dòng)應(yīng)變和動(dòng)強(qiáng)度的試驗(yàn)研究——為尋找不同振動(dòng)頻率的波浪荷載作用下海底粉質(zhì)土的動(dòng)應(yīng)變和動(dòng)強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律，進(jìn)行了一系列的模擬不同振動(dòng)頻率的波浪荷載的動(dòng)三軸試驗(yàn)．試驗(yàn)選用杭州灣地區(qū)分布較廣的粉土，研究了振動(dòng)頻率的變化對(duì)粉土動(dòng)應(yīng)變和動(dòng)強(qiáng)度...

基于黃茂松提出的上海軟粘土不排水累積變形模型和累積孔壓模型,借助靜態(tài)和動(dòng)態(tài)有限差分法,對(duì)上海軟粘土地基的累積沉降進(jìn)行了計(jì)算分析。結(jié)果表明:累積沉降包含不排水累積變形和累積孔壓消散引起的變形2個(gè)部分,但前者是主要的;累積沉降隨時(shí)間先急劇增大,然后逐漸變緩;當(dāng)路堤高度小于1.5m時(shí),隨著路堤高度的減小,地基累積沉降增加很快;車載越大,累積沉降增大速度越快,超載0.2倍,累積沉降將增大44%,因此限制超載是減小累積沉降的關(guān)鍵;提出的軟粘土地基累積沉降預(yù)測(cè)公式能很好地反映路堤高度和車載的影響。

地震荷載作用下凍土的動(dòng)力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)研究——基于地震動(dòng)荷栽作用下凍土的動(dòng)三軸試驗(yàn)，定量研究了重塑凍結(jié)蘭州黃土的動(dòng)本構(gòu)模型、動(dòng)彈性模量在不同溫度(-2℃、-5℃、-7℃、-10℃)下的變化規(guī)律，建立了相應(yīng)的溫度影響模型，為寒區(qū)建設(shè)工程提供了較為可靠的抗震...

應(yīng)用有限元軟件abaqus建立輪胎/路面結(jié)構(gòu)模型,研究輪胎與路面的接觸印跡及隨機(jī)荷載下瀝青路面三維結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變變化特征.結(jié)果表明瀝青路面豎向、橫向、縱向應(yīng)力應(yīng)變隨荷載的非線性增加而非線性增加,隨路面深度增加應(yīng)力應(yīng)變逐漸減小,在瀝青路面的上面層和中面層出現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變集中現(xiàn)象.在荷載作用分析點(diǎn),豎向、橫向及縱向應(yīng)力最大應(yīng)力值出現(xiàn)在上面層,豎向應(yīng)力最大,橫向應(yīng)力次之,縱向應(yīng)力最小;豎向和橫向應(yīng)變最大值出現(xiàn)在上面層,縱向應(yīng)變最大值出現(xiàn)在上一中面層,縱向方向反復(fù)的拉壓變形,可能是導(dǎo)致路面輪跡帶材料產(chǎn)生疲勞損壞的原因.瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變受溫度變化、荷載等多種因素影響,殘余應(yīng)變恢復(fù)時(shí)間延遲體現(xiàn)瀝青材料的黏彈性特征.

循環(huán)荷載作用下混凝土殘余應(yīng)變特性研究

近年來,聚乙烯(pe)管道在城鎮(zhèn)燃?xì)庑袠I(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,特別是2008版《聚乙烯燃?xì)夤艿兰夹g(shù)規(guī)程》大幅度提高了pe管的最大工作壓力、管道直徑范圍,更有力的拓展了pe管的應(yīng)用前景。但是,由于pe管管材的柔性特征,人們對(duì)其在交通荷載作用下的安全性能仍心存疑慮。本文介紹了pe管的應(yīng)力和穩(wěn)定性分析方法,并對(duì)一些在交通荷載作用下的管道示例進(jìn)行了應(yīng)力和穩(wěn)定性推導(dǎo),以說明pe管只要措施得當(dāng),使用在車行道下能夠確保其安全性。