本文首先介绍了地面力学的研究任务、研究内容和研究意义,综述了该领域目前国内外的研究现状,该领域的研究中存在的一些问题及展望。概述了研究地面力学所需的一些基本理论基础和分析方法,其中包括近地表土壤的弹性理论和塑性理论、车辆行驶的土的弹塑性本构关系、交通荷载的特性模拟和有限元分析动力问题的一些基本概念和内容。与传统计算方法不同,本文在有限元计算模型中,采用两种不同的加载方式(均匀荷载和非均匀荷载)加载,分别计算移动恒定荷载和移动简谐荷载作用下土体结构的应力、应变和位移值,并分析比较。设计并进行了车辆地面相互作用实验,对实验结果与理论计算结果进行了对比分析,吻合较好。本文完成的主要工作如下:1、将交通荷载简化为静载,将所研究问题假设为平面应变问题,利用有限元软件ANSYS分层建模并模拟计算,讨论应力随轮载的变化规律,并用MATLAB拟合,给出经验方程,对工程设计有一定的参考和应用价值。2、将交通荷载简化为移动的恒定荷载和移动的简谐荷载,利用ANSYS建模并计算。在不考虑水平力因素的情况下,分别讨论两种荷载模型作用方式下,轮载和车速对结构应力、应变和位移的变化规律。针对不同的工况组合(五种车型、七种速度)分别计算得到结构应力、应变和位移的数值结果,并分析总结,给出经验方程。3、考虑水平力因素时,分析了刹车制动和正常行驶两种情况下车辆与地面相互作用的情形。针对不同的水平力系数,分别计算结构应力、应变和位移的数值结果,并分析总结其规律,给出经验方程。4、利用实验所测数据与有限元计算结果对比分析,验证计算模型和结果的正确性。其中:(1)在有限元计算模型中,采用两种不同的加载方式加载,并对计算结果进行分析比较;(2)设计并进行了车辆地面相互作用实验。是本文的创新之处。