路床加筋力學行為與設計方法的研究.pdf

1、行車荷載反復作用導致路基中形成過量的累積塑性變形，并進一步引起各種路面病害問題的產生。土工合成材料用于路床加筋改善路基土的應力狀況、減少行車荷載反復作用下引起的累積塑性變形；利用筋土界面產生的摩阻力對基層底施加側向約束作用。本文通過三維有限元數值模擬分別對筋土界面的剪切特性、靜力荷載和行車荷載作用下路床加筋的力學行為進行了深入系統(tǒng)的研究，在此基礎上建立了行車荷載作用下加筋土路基累積塑性變形分析方法。筋材的側向約束作用取決于筋

2、土界面摩阻力的發(fā)揮，與筋土界面作用特性密切相關。室內拉拔試驗數值模擬表明，筋土界面摩阻力并非均勻分布，位于拉拔端附近的界面摩阻力有一峰值，隨著拉拔端拉伸位移的增大，峰值摩阻力逐漸后移，直至整個界面發(fā)生剪切滑動：筋材拉伸剛度與超載需匹配，超載越大，筋材剛度越高，筋材承載能力越強。靜力荷載作用下，對于半剛性基層路面，路床加筋主要影響基層和底基層的彎拉應力，加筋效果取決于筋土界面的連接方式和筋材的剛度，濕軟路基上路床換填加筋還和

3、加筋位置和加筋層數有關；對于粒料基層路面，路床加筋增大了基層粒料的球應力、減小偏應力，粒料基層層底塑性應變大大減小，同時，減小了傳遞到路基表面的剪應力，改善路基表面的壓應力分布，加筋效果和基層厚度、筋材拉伸模量、基層和土基的回彈模量比等因素關系密切，其中，基層厚度影響最為顯著。行車荷載作用下的隱式動力有限元分析表明，加筋效果和行車速度有關，行車越快，應力波的影響深度越淺，加筋效果相應下降；加筋后，路基中的動偏應力明顯減小，而

4、動偏應力是引起路基累積塑性變形的關鍵因素，因此加筋顯著減小行車荷載作用下路基中的累積塑性變形?；趯π熊嚭奢d作用下路基土應力水平的有限元分析，結合有效固結應力理論，參照修正的累積塑性應變指數模型，建立了行車荷載作用下路基土累積塑性應變分析方法，該方法既可以由不固結不排水抗剪強度指標計算路基土的累積塑性應變，也可以由固結不排水抗剪強度指標計算路基土的累積塑性應變；利用分層總和法，可以求得任意次行車荷載作用后路基土的累積塑性變形