交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法

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1、第31卷第6期岩土力学Vol.31No.62010年6月RockandSoilMechanicsJun.2010文章编号：1000－7598(2010)06－2011－05交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法123魏星，王刚，余志灵（1.西南交通大学岩土工程系，成都610031；2.二滩水电开发有限责任公司，成都610051；3.核工业西南勘察设计研究院有限公司，成都610061）摘要：软土地基在交通荷载作用下的长期沉降是决定软土地区交通设施耐久性的关键因素。为合理地预测该部分沉降，提出了一个适用于交通荷载长期作用下的饱和软土累积变形（残余体变

2、和残余剪切变形）计算的经验公式。该模型采用一个反映排水条件的参数描述不同的排水条件对残余体变发展过程的影响。通过采用体变硬化模式，考虑部分排水条件对残余体积2D变形和残余剪切变形发展过程的影响。基于该经验模型，发展了有限元实用计算方法，编制了相应的程序ROAD。通过对实际边值问题的计算，验证了该模型和计算方法的合理性和有效性。分析结果表明，与部分排水路段相比，排水不畅的路段在交通荷载长期作用下将出现更大的地基沉降和侧向挤出，其变形模式更不利于路面的正常使用。关键词：交通荷载；残余变形；沉降；经验模型；有限元中图分类号：U416.1文献标识码：A

3、FEMoftraffic-load-inducedsettlementofroadonsoftclay123WEIXing，WANGGang，YUZhi-ling（1.DepartmentofGeotechnicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China;2.ErtanHydropowerDevelopmentEngineeringCompanyLtd.,Chengdu610051,China;3.SouthwestReconnoiter&DesignInstitu

4、teCompanyLtd.ofNuclearIndustry,Chengdu610061,China）Abstract:Thedurationoftransportationfacilitiesbuiltonsoftsubsoilmainlydependsonitspermanentsettlementcausedbytrafficloads.Topredictthispartofsettlement,anempiricalmodelsuitableforsaturatedsoftclaywasproposed.Aparameterwasint

5、roducedinthedescriptionofresidualvolumetricstraintoquantifytheeffectofdifferentdrainageconditionsondeformationdevelopment.Theinfluenceofpartial-drainedconditionin-situonthedevelopmentofresidualvolumetricstrainandresidualdeviatoricstrainwasconsideredthroughtakingresidualvolum

6、etricstrainasahardeningfactorinthedescriptionofthemodel.Apracticalnumerical2DapproachwasproposedtoimplementtheempiricalmodelinFEM,andcorrespondingcodesnamedasROADweredeveloped.Theeffectivenessofthemodelandcorrespondingcodeswereverifiedbyanalyzinganactualboundaryvalueproblem.

7、Itwasfoundthatthesettlementofroadunderundrainedconditionswaslarger,andthepatternofsettlementwasworseforpavementthanunderpartialdrainedconditions.Keywords:trafficload;residualstrain;settlement;empiricalmodel;finiteelements[2]（5年达1～2m）；日本某铁路在开通运行5年1引言[3]后的最大沉降近1m。合理地预测软土地基的工我国

8、铁路客运专线、高速铁路的迅速发展极大后沉降、进行安全性评价，并寻求有效地控制措施，地改善了城市交通状况。这些高速、便捷的交通设是保证我国东部沿海省份等