车辆荷载作用下炭质泥岩路堤动力变形特征分析.pdf

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1、中外公路第34卷第1期142014年2月文章编号：1671—2579(2014)O1—0014—05车辆荷载作用下炭质泥岩路堤动力变形特征分析莫凯。，付宏渊，曾铃(1．长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙410004；2．广西交通投资集团有限公司)摘要：为了研究车辆荷载作用下炭质泥岩路堤动力变形特征，运用FLAC模拟实际工况，在不连续半正弦波荷载作用下，考虑单轮组加载，分析路堤的动力响应以及不同工况下的变形特征。结果表明：炭质泥岩路堤在单次或重复车辆荷载作用下，均表现出明显的弹塑性变形特点；路堤横向位移在加载区

2、域两侧向两边发展，在坡脚处达到最大值，路堤竖向位移在加载区域附近变形较大，且路堤变形以竖向位移为主，主要工作区范围为路床顶面以下3～6m；车速越大，路堤变形越小；车载越大，荷载影响深度越深，路堤变形越显著；比较满车道布载方式和单车道居中布载方式，前一工况时路堤的竖向变形和工作区范围更为显著。关键词：炭质泥岩；路堤；车辆荷载；变形特征炭质泥岩由于富含碳质而呈灰黑色，属于沉积岩，明探讨了特殊地区红层软岩路基动力变形特性。汤连多见于中国广西、云南、贵州等西部地区。炭质泥岩有生等采用现场原位监测、模型试验、循环荷载单轴

3、压缩遇水易崩解的特性，过去在高速公路、铁路等交通工程试验及理论分析等多种分析手段，首次提出了路基土建设过程中，一般采取绕道或者将其视为弃土并换填动附加应力累积效应的概念，界定了红粘土临界应力处理等方法。基于保护环境、合理利用土地资源、节约水平为50，建立了量化模型和永久变形预测模型。建设成本和保护生态环境可持续发展等因素考虑，炭该文采用美国Itasca公司开发的大型三维有限差质泥岩作为路堤填料已在广西高速公路建设中获得成分软件FLAC，针对广西六寨至河池高速公路K19功运用。例如玉林至铁山港高速公路采用约30万

4、m。+140炭质泥岩路堤工程实例进行数值模拟计算，分炭质泥岩作为路基填料，为该条高速公路节约建设成别考虑单次车辆荷载、重复车辆荷载及不同工况下，炭本约200万元，获得了良好的经济效益。虽然炭质泥质泥岩路堤在车辆荷载作用下的动力变形特征。岩用于工程建设，其填筑技术取得进展，但针对炭质泥岩路堤工后动力变形特征的研究，未见报道。为了满1工程概况足运行要求，研究车辆荷载作用下炭质泥岩路堤动力变形特征具有重要的现实意义。广西六寨至河池高速公路按双向四车道高速公路闰内外学者已开展了相关研究。如Fujiwara等标准建设。路

5、基宽度24．50m，其中行车道宽2x3．75人制作了排水循环加载设备，研究了排水循环荷载作+2×3．75m，中央分隔带2．0m，硬路肩宽2×2．5用下土体变形特征，提出了近似预估模型。Parr进行m，土路肩宽2×0．75m，路缘带宽2×0．5m。选取典了大量伦敦软土循环三轴试验，并收集相关试验数据，型断面K19+140，路堤总高度为19．9m，其中路面部经过对比分析，发现了累积塑性应变速率与循环加载分0．8m，路基采用炭质泥岩填筑，高度为19．1m。次数之间的关系，并建立了两者的残余应变模型。黎路堤分两级施工，

6、台阶为2m，下路堤高为12．0m，边冰等详细研究了车辆荷载的影响深度，并进一步研究坡坡度1：1．75，上路堤高7．1m，边坡坡度1：1．5。了路堤高度对软基沉降的影响。周建和龚晓南研究了路基路面剖面如图l所示。饱和软粘土在循环荷载作用下的应变软化特性。刘晓收稿日期：201308—19基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：51078042；51278067)；湖南省科学技术厅科技计划重点项目(编号：2013FJ2OO8)；湖南省研究生科研创新项目(编号：CX2012B353)作者简介：莫凯，女，硕士．E—ma

7、il：mokai168@163．corn2014年第1期莫凯，等：车辆荷载作用下炭质泥岩路堤动力变形特征分析15FLAC3D3．00Settings：ModelPerspective1l：14：11MonMar042013／凝土面层——Center：Rotation：：1．938e+001X：20．000／下高1／路2度m堤总l高9路．1度堤nl4205cm水泥稳楚定碎砂石砾基腿层层l，：4．559e+0o0l，：O．000Z一9．150e+00030．000＼Dist：1．294e+002Mag．：1Ang．

8、：22．500图1路基路面设计剖面图BlockGroupO2炭质泥岩路堤模型及参数35因路基路面横向及纵向均轴对称，简化为平面应图2计算模型网格划分图4变问题。运用FLAC。。有限差分数值分析软件，取路0O时地基中不同深度处的竖向土压力，发现同一深度处堤一半作为计算区域并建立数值模型，坐标原点设置竖向土压力的分布可以用半正弦曲线描述。根据该现在计算模型路床顶面左后端点。计算模型纵向长取