路面结构的土基应力应变近似计算

从研究双圆荷载作用于双层路面结构时土基应力、应变入手,分析了不同轴型、不同荷位和多层结构条件下,土基不同深度的压应力、压应变的变化规律,通过引入旁侧轮系数ξ、邻轴系数ζ和荷位系数φ并归纳它们的近似回归式,建立了具有普适性和较高精度的路面结构下土基的竖向最大压应力和压应变的近似计算式.

压实膨润土膨胀应变时效性试验及模型研究

本文对高庙子膨润土试样竖向膨胀应变时效性进行了试验和理论研究。首先,3种不同含水率的高庙子膨润土粉末被压实到2种不同干密度,然后保持试样含水率不变分别静置0、1、7、15、30和90天,最后利用膨胀变形仪对静置完成后的试样的水化膨胀变形进行了测量,试验结果表明:试样的水化膨胀曲线呈双曲线型,水化初期膨胀明显,之后逐渐稳定;竖向膨胀应变随初始干密度的增加而增大,与初始含水率关系不明显;最大竖向膨胀应变随静置时间的增长不断衰减,且静置前期衰减明显,后期趋于稳定;基于试验成果,通过类比,建立了压实膨润土的膨胀应变时效性经验模型,拟合结果表明该模型能够较好地反映静置时间对高庙子膨润土膨胀应变的影响。

低应力条件下高液限红黏土湿化变形特性研究

针对我国南方地区高液限红黏土低路堤存在工后沉降变形的问题,采用自主设计可测试低应力条件下岩土体湿化变形的试验装置,研究了不同围压、轴压与围压之比和压实度条件下高液限红黏土竖向湿化应变、侧向湿化应变的变化规律,建立了可以考虑围压、轴压与围压之比、压实度影响的高液限红黏土竖向湿化应变峰值预估模型,并对预估模型进行了验证。研究得到的主要结论为:渗流与应力耦合作用下,高液限红黏土侧向湿化应变与竖向变形均先增大、后趋于稳定,高液限红黏土试样在湿化变形稳定后呈现上部大、下部小的特点;高液限红黏土侧向湿化应变开始响应至达到峰值所需时间、侧向湿化应变峰值、竖向变形量峰值与围压、轴压与围压之比呈正相关;高液限红黏土侧向湿化应变峰值、竖向变形量峰值与压实度呈负相关,侧向湿化应变开始响应至达到峰值所需时间与压实度呈正相关;高液限红黏土侧向湿化应变可以分成由增湿引起的侧向湿化应变和由膨胀性矿物吸水引起的侧向湿化应变两部分;不同因素对高液限红黏土竖向湿化应变峰值的影响程度为:压实度>轴压与围压之比>围压;本研究对高液限红黏土低路堤工后沉降变形预测与控制具有重要的工程意义。

原状黄土增湿过程中的静止土压力系数变化规律试验研究

目前得到的湿陷性黄土静止土压力系数K_0,无法反映应力和含水两个因素的影响。本文开展了原状黄土增湿过程中K_0变化规律的试验研究,得到了力水耦合作用下K_0的计算方法。首先引入"增湿水平"这一概念描述土体的含水状态;开展竖向压力作用下的侧限分级浸水试验,分别研究增湿水平、基质吸力、竖向应变与K_0的相关关系;开展黄土湿陷的离心模型试验,验证室内试验结论的有效性。试验结果表明:"增湿水平"物理意义明确,能够反映土体的含水率初始情况和增湿过程;原状黄土K_0随着增湿水平的增大而线性增加,增加速率取决于竖向压力的大小,竖向压力越大增加速率越慢;增湿过程中K_0随着吸力的减小而线性增加,竖向压力越大K_0增加的速率越慢,与增湿水平对K_0的影响规律相似;不同竖向压力下增湿过程中的竖向应变与静止土压力系数K_0试验点分布在一个较窄的范围内,可以采用同一双曲线描述,且不同压力作用与浸水作用的先后次序对曲线影响较小。基于上述新疆伊犁黄土试验规律,建立以增湿水平和竖向压力为自变量的K_0的表达式,以及以竖向应变为自变量的K_0的表达式。

随机动载作用下沥青路面的动力响应分析

为深入了解沥青路面早期损坏的力学行为,研究路面不平度引起随机动荷载作用下沥青路面受力的特性,将车辆随机动载作为输入激励,运用ANSYS软件建立二维有限元模型,对车辆随机动载作用下的动力响应问题进行了理论分析,计算表明在各等级路面条件下,同一路面等级下沥青路面的垂直位移、竖向应力、应变都随着车速的增大有所改变.

非饱和重塑黄土固结特性试验研究

以延安新区工程建设中填方区的重塑黄土为研究对象,以准确计算填方区黄土地基的沉降为主要目标,以工程实际中填方区黄土的岩土工程设计参数为参照,室内制取了Q3重塑黄土固结样。开展了4组控制吸力的非饱和土固结试验,得到了非饱和重塑黄土的压缩曲线,分析了吸力对重塑黄土固结特性的影响。研究表明:初始状态相同的重塑黄土土样,压缩系数随吸力的增大而减小;非饱和重塑黄土试样的压缩指数除了受竖向压力影响外,也受吸力作用的影响,压缩指数随着吸力的增大而减小;在2 MPa的竖向应力下,重塑黄土土样总的竖向应变较小,最大的竖向应变为0.7%。

沥青路面温度场分析及全时域受力特性

沥青混凝土是温度敏感型材料,对沥青面层进行力学分析时将温度变化考虑在内非常有必要。以有限元方法建立了沥青路面温度场计算模型,通过分析日最高温度、日最低温度、日太阳辐射量等对路面温度变化的影响,建立了沥青路面温度场预估方法。考虑常温和高温两种季节不同时刻的路面温度场,沿路面深度的温度变化选取沥青层材料参数,以多层弹性体系理论模型对沥青路面的受力状态进行了计算。结果表明沥青面层竖向压应变和竖向剪应变的最大值位于中上面层,而在全天气温最高的中午时段,最大竖向压应变和最大竖向剪应变都处于上面层。

设置级配碎石基层沥青路面结构力学分析

以沥青路面路基顶面压应变、路表弯沉为研究指标,使用Bisar3.0软件分析了级配碎石基层厚度与模量及土基模量变化对这两种指标的影响,可供同行参考。

长大纵坡沥青路面有限元分析

针对长大纵坡上坡路段沥青路面易产生车辙破坏的现象,以粘弹性沥青混合料本构模型为基础,选取了5种不同的纵向坡度,采用ABAQUS有限元软件分析了标准轴载作用下沥青混合料面层内最大剪应力和竖向应变的分布规律,并对有坡和无坡状态下荷载与车速的影响进行了分析。计算结果表明：最大剪应力和竖向应变随坡度和荷载的增大而增大,随车速的增大而减小,且有坡路段受荷载和车速的影响更大;位于路表下4~10 cm深度处中面层的最大剪应力和竖向应变平均值都大于其他结构层,是最容易产生车辙的结构层位,因此,提高长大纵坡路段沥青路面中面层的抗车辙性能尤为重要。

基于非线性粘弹模型的沥青路面车辙同步验算

在沥青路面车辙问题的理论分析中,建立的力学模型对实际工况的模拟程度决定了车辙分析计算方法的准确性和全面性。首先,针对车辙变形中存在加速破坏变形阶段的特点,论述了基于变截面粘壶元件的"五单元六参数"非线性粘弹模型模拟车辙变形的可行性;其次,基于室内单轴压缩蠕变试验结果采用非线性拟合方法得到其模型参数,同时,给出采用实测竖向应变时程信息计算重复荷载作用下车辙变形的方法;最后,通过室内复合板结构车辙试验结果对该计算方法进行了验证。实例计算表明,基于沥青混合料非线性本构模型的车辙计算方法是可行的。