基于应力相关回弹模量模型的路面设计研究

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1、第39卷，第6期公路工程Vo1．39，No．62014年12月HighwayEngineeringDec．，2014基于应力相关回弹模量模型的路面设计研究范子中。，董城，李志勇(1．湖南省永龙高速公路建设开发有限公司，湖南永顺416700；2．湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015)[摘要】基于路基路面协调变形，建立三维有限元分析模型。在土基层采用具有应力相关的动态回弹模量Uzan模型，对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算，并根据Uzan模型的参数对路基变形计算的影响进行了讨论，通过与静态回弹模量的对比，揭示不同路基回弹模量模型对路基土应力应变行为的影响。有限元分析结果显示，

2、随着轴重和轴型的增加，路基工作区深度不断扩展，多轴荷载应力的叠加效应在路基深层愈加显著；采用应力相关的回弹模量与线弹性回弹模量相比，路基的竖向位移更大，承担的载荷压应力略小，工作区深度有所增加。[关键词]回弹模量；应力相关；有限元；路基工作区深度；协调变形[中图分类号]U416．02[文献标识码】A[文章编号】1674—0610(2014)o6—0091—05StudyonPavementDesignBasedontheStress-dependentlsilientModulusModelFANZizhong，DONGCheng，LIZhiyong(1．HunanYonglongEx

3、presswayConstructionDevelopmentCompanyLtd，Yongshun，Hunan416700，China；2．HunanCommunicationsResearchInstitute，Changsha，Hunan410015，China)[Abstract]Basedontheprincipleofcoordinatedeformation，the3Dfiniteelementmodelwases—tablishedandUzanmodelwasusedtosimulatetheresiliencemodulusofthetypicalsubgradel

4、ayer．ThenthesubgradedeformationaffectedbychangingtheparameteroftheUzanmodelandthedifferentstress-strainbehaviorcomparedtotheuseofstaticresilience．Theresultofcalculationshowsthatthedepthofsubgradeworkspaceexpandrapidlywiththegearweightandthenumberofaxisgettinglarger，thestressinducedbymulti-axislo

5、adalwaysexceedsthesingleone，andtheoverlapeffectindeepsubgradeismoresignificant．[Keywords]resilientmodulus；stress-dependent；finiteelementanalysis；subgradeworkspace；c00rdinatedeformation速公路的设计和研究提供新的方法。在以往的研究0前言中提出在当前重载和超载加剧的情况下，应将交通车辆荷载引起的垂直应力与路基自重应力的比荷载影响区加深至1．5m’。上述研究得到了相值1／n(0．1—0．2)的路基影响深度范围，

6、称为路基似的结论，但是其路基土所采用的是线弹性模型和工作区深度¨，路基工作区内土体的强度和稳定弹塑性的Druker—Prager模型，没有体现路基土回弹性，直接影响路面结构的强度和稳定性。因此准确模量的应力相关特性。确定路基工作区深度，对于指导路基的设计与施工鉴于此，本文建立了典型水泥混凝土路基路面具有重要的意义。研究表明路基土力学性能具有高三维有限元模型，对未处治土引入Witczak和Uzan度的应力依赖性。随着路基土动态回弹模量研对Uzan模型修正的八面体剪切模型(下文简称究的深人，多种回弹模量预估模型被提出J，为高Uzan模型)，分析了不同轴重、轴型下路基工作区的[收稿日期]20

7、14—06—30[基金项目】湖南省交通科技项目(201112)；湖南省交通科技项目(201310)[作者简介】范子中(1981一)，工程师，硕士，主要从事公路工程的研究及工程现场管理工作。公路工程39卷应力应变行为，为准确确定重载交通条件下路基工dMRE：M一M一d(7)rRRo"口、’作区深度提供依据。同时对比线弹性路基计算模型算得的路基应力应变变化规律，亦为线弹性路基设计增加思路参考。由。0(~foct广呵求得／1Uzan模型数值实现‘dM