交通荷载作用下软土加筋路基的沉降特性研究

本项目拟通过动静三轴仪、土体循环流变仪等试验手段，研究软粘土在长期循环荷载作用下的流变特性，提出能考虑循环荷载作用下天然软粘土流变性的软粘土粘弹塑性本构模型；同时在已有加筋土模型的基础上，提出改进的加筋土动力弹塑性模型；编制能综合考虑交通荷载作用下加筋土的动力特性及软粘土流变性的加筋路基沉降分析的有限元程序。并通过自制的模型箱试验设备，模拟交通荷载作用下，加筋路基和软土的动力沉降特性，并考虑加筋层数，加筋布置，加筋垫层厚度等因素对加筋路堤的沉降特性的影响。最后将有限元分析的结果与模型试验的结果进行比较，检验上述各项成果的可靠性和正确性。本课题的研究成果将不仅在学术界富有理论内涵，还有重要的工程应用价值。 2100433B

沉降控制是交通工程软土地基关键技术问题之一。高速交通荷载引起的长期累积沉降在地基工后沉降中占有相当大的比例，本项目用Houlsby 等创建的超粘塑性理论完善Suiker 双时间尺度循环安定理论，以此为理论指导，（1）利用胡亚元创建的软土低幅值循环一维本构模型同时反映主固结变形，蠕变和循环累积变形耦合作用的优点，建立交通荷载作用下路基一维总沉降和工后沉降简化公式；（2）根据室内动三轴试验把软土低幅值循环一维本构模型推广为三维本构模型。测定其模型参数；建立软土单元循环动刚度矩阵，通过用户接口植入ABAQUS有限元软件分析平台，对高速交通荷载作用下软土地基的长期累积沉降特性进行数值模拟；选择关键工况，利用大比例循环荷载模型试验对理论预测结果进行验证。本研究成果能揭示软基长期循环累积变形发展过程中暗含固结、蠕变和循环荷载累积变形耦合作用等复杂机理，为软土路基工后沉降控制提供依据。

引用随机模型对交通荷载进行模拟和计算，针对动力下软基中管道系统的特笥，利用非线性动态有限元和数值藕合方法，建立交通荷载作用下管土藕合分析模型，并利用理论分析、数值计算、仿真模拟试验及结合工程现场测试等手段，研究交通荷载作用下软土地基中输注管道的力学性状和运行规律，实现输流管道的优化设计、施工与运行的动态控制。 2100433B