路基压实粉质黏土动态回弹模量的四参数预估模型及有限元实现
2018-05-23刘文劼
振动与冲击 2018年9期
董 城, 刘文劼, 李 亮
(1.湖南省交通科学研究院有限公司,长沙 410015;2.中南大学 土木工程学院,长沙 410075)
长期以来,我国在路基路面结构分析中采用是基于静力学的弹性层状体系理论,假定各层结构为匀质材料,每层材料只由回弹模量和泊松比描述[1-2]。该理论在低速、低轴载条件下可以被接受,但为了适应高速、重载公路的迅猛发展,开展基于动力学理论的路基路面结构设计方法成为了必然。在动力学框架下,结构内部的应力状态时刻发生变化,因此,采用受应力状态影响的动态回弹模量作为路基力学特性表征参数将能更好地与动力学分析相结合,更准确地反映路基实际变形情况[3]。
国内外许多学者和研究机构在深入分析应力状态对动态回弹模量影响规律的基础上,陆续建立了一些动态回弹模量预估模型以尝试定量描述路基土的变形行为,其中,考虑剪切影响的模型包括双线性模型、幂指数模型,考虑侧限影响的模型包括围压模型、K-θ模型,但这两类模型的主要缺点在于仅考虑了体应力或偏应力对路基土动态回弹模量的影响,而实际上大部分土与粒料的动态回弹模量是体应力、偏应力两者的函数,因此综合考虑体应力和偏应力的影响的复合类模型可以更真实、全面地反映材料的力学性状,Uzan等[4-5]都相继提出了复合类预估模型,美国于2004年在NCHRP 1-37A项目中提出公路路基设计的动态回弹模量模型(简称N37A模型)[6],消除了模量不定值和量纲不一致问题,目前被工程界广泛接受。……
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