浅谈横观各向同性地基与路面相互作用性状解析分析

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1、浙江大学硕士学位论文横观各向同性地基与路面相互作用性状解析分析姓名：李沛豪申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：朱向荣20040201摘要路面体系在构造上比较复杂，它通常是一个大面层，支承在无限深的地基上，由于体系材料复杂性、多样性和荷载边界条件的随机不确定性，在解算它的内力、位移时会遇到很多的数学和力学上的困难。目前广泛使用地基假设有两种，其一是以地基反应模量五表征地基刚度的文克勒(Winkler)地基假定(简称为面地基)；其二是以弹性模量岛和泊松比p0表征地基刚度的弹性半空间地基假定f简称为￡地基)，本文采用E地

2、基。近代发展的弹性地基和层状弹性体系理论认为介质是连续、线弹性、均匀的和各向同性的，服从小变形的假设，没有考虑材料的各向异性。本文假设地基土体是经过超载预压处理过的，固结已经完成，不考虑固结划‘应力、位移场分布的影响；基于地基土存在着固有各向异性和诱发各向异性，在前人的基础上对E地基模型进行修正，采用横观各向同性弹性模型模拟无限弹性半空间，将Love位移函数推广到半空间，得到位移与位移函数之间的关系，然后经过HankeI变换得到非轴对称问题位移、应力的一般解。进而引入边界条件得到一般荷载作用下横观各向同性弹性半空间的应力

3、、位移分量理论解，此解∥。’：71亏碍到均哽学。唑半空间理论解与经典解吻合，剐一j．苛载的特殊化可以分别得到水平荷载下和竖直荷载下的理论解，如此类推．可以得到其它类型荷载的解答。对于地基路面体系，本文采用面层支承在无限地基半空间上的这一简单模型加以模拟，并假设地基具有半无限弹性体的性质，面层与地基的变形是完全接触的，即位移是完全连续的，面层与地基的接触面没有摩擦力，即接触面上的剪应力等于零。基于面层的实际特征，分别采用粘弹性模型和弹性薄板模型模拟刚性和柔性面层，地基则采用了本文所探讨的地基模型。在竖直静荷载作用下，本文探

4、讨了考虑面层与地基共同作用时，路基路面体系各个影响因素或因子对路面和路基的应力位移场的影响。通过本文所建立体系的深入探讨，得到一些有意义的结论与建议。关键词：横观各向同性体；非轴对称问题；Hankel变换；E地基模型；道路工程浙江大学硕士学位论文横观各向同性地基与路面相互作用性状解析分析李沛豪2004年2月ABSTRACT1’hepavementsystemwiththecomplicatedstructureisalwaysconsideredasalargesurfacelayerbearingontheinfini

5、telydeepfoundation．Duetocomplexityandvarietyofmater[atsandstochasticuncertaintyofloadboundarycondition，manymathematicandmechanicproblemswilIoccurinobtainingstressanddisplacementsoIutionsofthepavementsystem．Byfar，twohypothesesonfoundationmodelhasbeenwidelyadopted：

6、oneisWinlderfoundationmodel旧foundationmodel)thatfoundationresponsemodulusKisusedtocharacterizefoundationrigid；theotheriselastichalf-spacefoundationmodel忸foundationmodel)thatelasticmodulusE0andPoissonratio∥0areusedtocharacterizefoundationrigid．Inthepresentpaper．Ef

7、oundationmodelisado-ptedtosimulalehalf-spaceelasticfoundationbody．Inrecentyears．协eoriesofelasticfoundationandlayerselasticbodysystemhavebeenwidelyappliedandperfectlydeveloped，butthetheoriesoftenconsiderthemediumascontinuous，elastic．homogeneous．isotropyandsubmitti

8、ngtosmalldeformation6{，pothesis，andtheanisotropyof也emater[alhasnotbeenintroduced。Inthepaper．consolidationeffectsonstressanddisplacementdistributtonsaren’ttaken