何 健 马吉胜 吴大林 赵建新

(军械工程学院火炮工程系， 石家庄 050003)

土壤垂直和水平复合载荷-变形关系研究

何 健 马吉胜 吴大林 赵建新

(军械工程学院火炮工程系， 石家庄 050003)

基于有限元理论分析了土壤在承受垂直和水平复合载荷下的变形规律。首先通过平板沉陷试验分析确定土壤在垂直载荷作用下的载荷-变形关系，接着考虑水平载荷的影响，通过剪切试验确定土壤的复合载荷-变形关系。研究结果表明，水平载荷会造成土壤的滑动沉陷，水平剪切位移与土壤的滑动沉陷量之间呈线性关系。对影响滑动沉陷量的因素进行了分析，其中影响比较大的因素是垂直方向的载荷以及土壤的塑性参数：黏聚力和摩擦角，而土壤的弹性参数：弹性模量和泊松比对滑动沉陷量的影响比较小。

土壤； 垂直载荷； 水平载荷； 滑动沉陷； 有限元

引言

工程机械和车辆在地面上行驶作业时给地面以垂直载荷，产生了沉陷，增加了运动阻力，同时还给地面以水平载荷，产生了推力，并经常伴随着打滑，所以车辆载荷下土壤垂直变形与水平变形性能的研究，对评价和预测车辆行驶性能有重要意义[1-3]。

车辆地面力学发展几十年以来，各国学者都通过各种方法建立了一些半经验公式来描述土壤的载荷-变形关系[4-8]。描述土壤在垂直载荷作用下的载荷-沉陷关系目前应用比较多的有贝克[9]和利斯[10]的幂函数模型、库兹可夫的双曲正切模型和小暮[11-12]双曲线模型。……