交通荷载作用下上覆硬壳层软土地基动力响应特征

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1、第44卷第3期河北工业大学学报2015年6月Vol.44No.3JOURNALOFHEBEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJune2015文章编号：1007-2373(2015)03-0094-05DOI:10.14081/j.cnki.hgdxb.2015.03.018交通荷载作用下上覆硬壳层软土地基动力响应特征曹海莹1，刘云飞1，任晓军2，3，李雨浓1（1.燕山大学建筑工程与力学学院，河北秦皇岛066004；2.河北工业大学土木工程学院，天津300401；3.天津铁道职业技术学院，天津300240）摘要借助数值模拟软件FLAC3D的动力分析功能，编制了计算模型构建与求解

2、的程序，对交通荷载作用下上覆硬壳层软土地基动力响应特征展开分析．交通荷载作用下产生的动应力在地基土中的传递规律表现出以下特征：不同埋深处，应力时程曲线波动出现短暂的滞后现象；应力水平的高低以及有无硬壳层对于动应力衰减速率影响较大，动应力衰减速率呈现非线性变化特征；动应力沿深度方向的衰减率较静应力明显迅速；上覆硬壳层的存在增大了动应力的影响扩散半径，且动应力在地基土中的扩散路径得以改善．关键词软土地基；硬壳层；交通荷载；数值模拟；动力响应中图分类号TU435文献标志码ADynamicresponsecharacteristicsofsoftsubgradecoveringdrycrustu

3、ndertrafficloadCAOHaiying1，LIUYunfei1，RENXiaojun2，3，LIYunong1(1.SchoolofCivilEngineeringandMechanics,YanshanUniversity,HebeiQinhuangdao066004,China;2.SchoolofCivilEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401,China;3.TianjinRailwayTechnicalandVocationCollege,Tianjin300240,China)AbstractBy

4、meansofdynamicanalysisfunctioninnumbericalsimulationsoftwareFLAC3D,theprocedurewaswrittenforbuildingandsolvingcomputationalmodel,thenthedynamicresponseofsoftsubgradecoveringdrycrustundertrafficloadwasanalyzed.Thelawofdynamicstresstransfershowsthefollowingfeaturesinfoundationsoilundertrafficload:t

5、hewaveofstress-timecurvesappearstransienthysteresisindifferentburieddepth;thespeedofdynamicstressattenuationismainlyaffectedbystresslevelanddrycrustexistence,anditshowsnonlinearcharacteristics;theattenuationrateofdynamicstressisobviouslyfasterthanthatofstaticstresswithdepth;Becauseofdrycrustexist

6、ence,theinfluenceradiusofdynamicstressisexpanded,andthediffusionpathofdynamicstressisimproved.Keywordssoftsubgrade;drycrust;trafficload;numbericalsimulation;dynamicresponse0引言[1]随着高速公路、高速铁路等交通形式对地基的稳定与变形要求愈加严格，近年来，交通荷载作用下地[2]基土的动力响应问题引起了研究人员的广泛关注．当交通工具的行驶速度接近或达到地基的表面波速时，地基将产生剧烈的地面振动，导致地基土塑性变形累积和内

7、部微缺陷的扩展，很可能产生严重的工程危害．因此，积极开展交通荷载作用下的土体动力特性研究具有十分重要的意义．硬壳层的强度高，结构性强、属中等压缩性、承载能力好，通常情况下，硬壳层的厚度达到一定数值[3]后，其“硬壳层效应”便开始显现出来，在工程实际中就有被利用的价值．目前，针对上覆厚硬壳层软[4]土地基进行动力响应分析仍鲜见报道，研究内容主要停滞在静态荷载阶段．车辆荷载是交通运营期的主要动态荷载形式，求解车辆荷载引起的地基土动力响应