交通循环荷载下饱和膨胀土动力特性试验研究

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膨胀土在我国分布范围较为广泛,具有胀缩、裂隙发育等工程特性,对工程建设的危害大、损失重、防治难。随着我国交通基础建设的加快,高速公路、铁路必然会穿越更多的膨胀土分布区域,有必要对膨胀土的动力特性开展更多研究。鉴于此,对广西钦崇高速路K59+300深1.5~2.0m处膨胀土开展了加筋膨胀土动力特性试验以及未加筋膨胀土静动强度特性试验,并利用MIDAS GTS NX软件研究了车辆动荷载下的三维路基动力响应规律,主要研究内容及成果如下:(1)分析了加筋膨胀土在分级循环荷载下的动应力动应变关系、动弹性模量特性、动剪切模量特性以及阻尼比特性变化规律,得到了动弹性模量归一化拟合公式,建立了考虑不同围压、压实度、加筋层数及频率下的动弹性模量衰减模型。(2)通过对膨胀土开展室内静三轴试验,研究了膨胀土应力应变关系、孔压发展规律、静强度指标参数以及不同破坏应变下莫尔圆面积变化规律,得到了偏差应力随轴向累积应变发展的拟合关系式。(3)研究了膨胀土在长期循环荷载下轴向累积应变发展规律、动弹性模量特性、滞回曲线演化规律以及动强度特性,并对动强度与静强度指标参数做了对比研究分析,得到了膨胀土累积变形修正公式、半对数坐标下动黏聚力和动内摩擦角随破坏振次变化的相关公式。(4)基于MIDAS GTS NX软件探讨了车辆动荷载下的三维路基动力响应特性规律,研究了车辆动荷载在不同作用时间下的竖向动位移随路基深度衰减的变化规律,不同结构层处竖向动位移、最大主应力以及最大剪应力随横向距离和纵向距离的分布规律,并探讨了车辆不同载重对路基竖向动位移的影响规律。
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