淺析交通荷載下軟土路基的動力響應(yīng)分析

1、淺析交通荷載下軟土路基的動力響應(yīng)分析淺析交通荷載下軟土路基的動力響應(yīng)分析摘要：摘要：本文以某雙軟土路基為研究對象通過有限元計算軟件建立了有限元模型，研究在列車荷載作用下軟土路基的動力反應(yīng)，以及在地鐵列車振動荷載作用下軟土路基結(jié)構(gòu)的應(yīng)力相比于靜力作用下的變化規(guī)律以及各種動載作用下的軟土路基的反應(yīng)，并得出了相應(yīng)的結(jié)論。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：列車荷載軟土路基動力響應(yīng)分析高速公路的建設(shè)和使用，為汽車快速、高效、安全、舒適地運(yùn)行提供了良好的條件，標(biāo)志著

2、世界公路運(yùn)輸事業(yè)和科學(xué)技術(shù)水平進(jìn)入了一個嶄新的時代。隨著世界經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，車流量、行車速度和載重量的不斷增加，交通荷載對路基路面的受力變形特性的影響也越來越大，車輛與道路相互作用的動力學(xué)研究已發(fā)展成一個新的科學(xué)分支。路基路面設(shè)計理論由過去的靜態(tài)體系發(fā)展為動態(tài)體系己成為必然趨勢。在這種大背景下，研究交通荷載作用下風(fēng)積沙路基的動力響應(yīng)問題具有一定的現(xiàn)實意義。因此，本文將以中鐵國際川鐵公司尼日利亞分公司在尼日利亞卡諾州中標(biāo)的公

3、路改造擴(kuò)展項目為項目背景，結(jié)合現(xiàn)場實測資料，利用有限元軟件ASGTS建立數(shù)值分析模型，施加車輛荷載，研究動力作用下路基的動力響應(yīng)。1、瞬態(tài)動力學(xué)分析方法瞬態(tài)動力學(xué)分析方法瞬態(tài)動力分析亦稱時間歷程分析，是用于確定承受任意隨時間變化荷載的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的一種方法?？梢杂盟矐B(tài)動力分析確定結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)荷載、瞬態(tài)動荷載和簡諧荷載的隨意組合作用下隨時間變化的位移、應(yīng)變、應(yīng)力及內(nèi)力，其基本方程如下。道路結(jié)構(gòu)其實是一個非常復(fù)雜的體系，它由很多土層構(gòu)成，不同

4、土層又有不同的參數(shù)和物理性質(zhì)，其對動荷載的響應(yīng)除了與本身性質(zhì)有關(guān)之外，還與交通荷載作用的特點(diǎn)和方式有很大關(guān)系。在實際分析中，無論是什么類型的道路結(jié)構(gòu)或是荷載作用。其中：為質(zhì)量矩陣；為阻尼矩陣；為剛度矩陣；為節(jié)點(diǎn)加速度向量；為節(jié)點(diǎn)速度向量；為節(jié)點(diǎn)位移向量；為隨時間變化的荷載函數(shù)。界。3、靜力計算、靜力計算通過求解體系的靜應(yīng)力可以找出襯砌上的危險點(diǎn)，應(yīng)力可以說明哪些點(diǎn)屬于危險點(diǎn)，繪出該雙層軟土路基的應(yīng)力，結(jié)合混凝土抗壓性能遠(yuǎn)高于抗拉性能，可

5、以看出單元1149(拱頂處)、1169（下洞邊墻和仰拱連接處）、1178（仰拱中間位置）屬于危險單元，考慮到應(yīng)力集中，選取上洞邊墻和中隔板的相交單元1161也做為危險單元，從這些單元中選取具有代表性的節(jié)點(diǎn)1235（單元1149內(nèi)側(cè)）、節(jié)點(diǎn)1244（單元1161內(nèi)側(cè)）、節(jié)點(diǎn)1249（單元1169內(nèi)側(cè)）、節(jié)點(diǎn)1266（單元1178內(nèi)側(cè)）來計算并進(jìn)行比較。局部部位受拉應(yīng)力略超出混凝土的抗拉強(qiáng)度，可以通過適當(dāng)配置鋼筋來保證混凝土不被拉壞。動力穩(wěn)

6、定性的判別準(zhǔn)則可通過穩(wěn)定分析中各參數(shù)的變化特征建立，也可通過觀察動力平衡路徑曲線的特性來判斷：采用不同的動力穩(wěn)定性數(shù)值分析方法和不同的參數(shù)來自動控制荷載增量步長及其符號改變，因此，可相應(yīng)地建立不同的參數(shù)判定準(zhǔn)則。本文研究中嘗試采用了BR準(zhǔn)則作為結(jié)構(gòu)動力失穩(wěn)的判別準(zhǔn)則，BR準(zhǔn)則（又稱為運(yùn)動方程法）要求計算不同荷載水平作用下結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，從而獲得相對于不同荷載參數(shù)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)最大值，如果在某一荷載下，荷載的微小增量導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)響應(yīng)的顯著增長，

7、則稱此時結(jié)構(gòu)發(fā)生動力失穩(wěn)，該荷載即被認(rèn)為是該結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性臨界荷載。以逐步加大的荷載幅值作為參數(shù)，對應(yīng)每一荷載幅值做一次動力沖擊分析，記錄結(jié)構(gòu)的動力特征響應(yīng)，然后繪制荷載幅值與結(jié)構(gòu)動力特征響應(yīng)之間的關(guān)系曲線：通過該曲線可全面了解結(jié)構(gòu)隨荷載幅值增大其動力性狀不斷變化乃至失穩(wěn)的全過程，結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定性的臨界荷載也能以這一全過程曲線為基礎(chǔ)來確定。從實用的角度來看，可以用逐步逼近的方法來求得這一臨界荷載。計算上述全過程曲線時，在接近臨界荷載處通