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30多年来,国际上的道路设计原理及方法逐渐从传统经验法向运用理论框架方面转变。但这些理论框架主要基于土和粒状材料的弹性假设,从而限制了材料塑性性能的发挥。安定分析基于弹塑性理论,可以确定结构在循环或变值荷载作用下的最大承载力,因此,能够被运用于道路承受交通荷载的问题。阐述了安定理论的概念以及两种经典安定定理,回顾了道路安定分析方法的创始及发展过程,包括与试验结果的比较,讨论了残余应力在道路中的分布、两种求解道路安定荷载极限的方法,以及与塑性极限分析的比较,并把一种下限安定分析方法应用于多层柔性路面的设计,最后展望了道路安定理论未来的发展方向。 相似文献
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粗粒土填料被广泛应用于铁路基床填料中，直接承受轨道结构传递的列车动循环荷载的长期作用，研究其在列车动荷载作用下的动力行为特征及塑性变形特性可为路基状态评估、沉降控制提供思路。采用GDS动三轴试验系统对铁路基床表层的粗粒土填料动力响应开展研究，通过引入塑性应变率和安定理论，将不同频率、围压、循环动应力比等条件下路基填料的轴向塑性应变的发展规律划分为塑性安定、塑性蠕变和增量塑性破坏3种类型，并确定了塑性安定和塑性蠕变状态的临界动应力水平。研究表明：粗粒土填料的临界循环应力比随着围压的增大而增大，随着荷载频率的增加而减小。通过对试验结果的拟合分析，提出了以围压为变量的临界动应力经验公式，为合理评估列车荷载作用下路基任意深度的动力稳定提供了理论依据。 相似文献
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移动荷载下黏弹性半空间体上双层板的动力响应 总被引：1，自引：0，他引：1
采用黏弹性半空间体上无限大双层板模型模拟路面结构,通过三重Fourier积分变换得到单位脉冲荷载作用下路面动力响应的Green函数。根据线性系统的叠加原理,利用广义Duhamel积分推导出移动荷载作用下路面动力响应的解析解。采用自适应Simpson法编制了计算奇异、振荡函数的广义积分计算程序,完成了路面动力响应从波数-频率域到时间-空间域的转换。结合算例,对移动荷载作用下路面的振动规律进行研究,讨论上、下层板厚度和板材料的弹性模量对路面动力响应的影响,明确了路面结构的振动特性,研究结果可为路面结构的设计、施工提供理论指导。 相似文献
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考虑路面和地基之间的相互作用,建立了路面-双层地基的三维模型,将车辆荷载模拟成矩形移动荷载,利用Fourier变换方法对车辆荷载作用下路面-双层地基系统的三维振动问题进行了研究。假设地基为上部弹性土体和下部为饱和土体组成的双层混合结构,整个系统置于刚性基岩上。通过引入势函数,利用Lame分解理论和积分变换方法分别对弹性土层和饱和土层进行求解。在Fourier变换域内,联立路面和下卧双层地基系统的的运动方程,获得了车辆荷载作用下路面-双层地基系统三维振动的位移和孔压响应的积分形式解,并利用IFFT算法和自适应数值积分算法得到了数值计算结果。研究结果可为路基动力响应分析提供参考。 相似文献
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双参数黏弹性地基上连续配筋混凝土路面振动参数分析 总被引：1，自引：1，他引：0
以连续配筋混凝土路面（CRCP）近年来应用比较广泛的路面结构形式为研究对象,采用考虑地基压缩系数和水平剪切系数的双参数地基模型,建立了考虑地基土体滞回阻尼的黏弹性地基上CRCP的振动微分方程,运用三角级数和Fourier变换得到了简谐、矩形均布荷载作用下路面竖向位移的解答,并利用Fourier逆变换得到了数值结果,较为全面的分析了荷载速度、频率、路面配筋率、板厚以及地基参数对板的动力响应的影响。研究结果可为路面动力响应分析及连续配筋混凝土路面的质量评价提供参考。 相似文献
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交通荷载作用下公路路基工作区深度研究 总被引：3，自引：0，他引：3
根据路面不平整实测资料,获得了汽车动荷载的计算模型和参数,并利用此荷载模式来分析公路结构的动力响应。考虑到公路结构的三维分层性状,利用Fourier变换技术和求解层状结构的精确刚度矩阵法,研究了公路结构在移动汽车荷载作用下的动力响应问题。为了方便工程应用,利用Odemark厚度和模量的当量转换公式,将公路结构简化为由路面、路基及地基组成的3层体系,并以此为基础分析了路基动应力的衰减规律,同时重点研究了汽车轴载大小、当量路面厚度及路基模量对路基工作区深度的影响,最后建议了路基工作区深度的定量表达式,研究结果可为公路路基设计提供参考。 相似文献
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公路交通荷载作用下分层地基的三维动响应分析 总被引：4，自引：1，他引：3
根据高速公路路基的实际情况,建立了三维分层地基模型,分别考虑了刚性路面和柔性路面的情况,利用传递矩阵法获得了置于刚性基岩上的层状地基和分层半无限地基的刚度矩阵,将车辆荷载简化为矩形均布移动荷载,利用Fourier变换方法得到了层状地基系统在交通荷载作用下的三维振动解,并用快速傅立叶逆变换方法得到了数值结果,与模型试验结果进行了比较,显示出了较好的一致性,同时分析了荷载大小、土层性状对响应结果的影响,得出了一些有意义的结论。研究结果可为路面施工设计及路基动力响应分析提供参考。 相似文献
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车辆动荷载是引起路面损坏的最主要原因。目前国内外相关研究多集中于单一车辆对路面结构所产生的动荷载,实际上路面结构所承受的是车流荷载,而且车流在行驶过程中各车辆的车速和车辆之间的距离会产生变化,但关于这方面的研究甚少。针对这一工程实际问题,采用微观交通流模型中的跟车模型来模拟车流行驶过程中各车辆的速度以及它们之间车距的变化,车辆振动模型采用1/4车身结构的两自由度模型,并根据国家标准GB7031-86[1]规定生成路面轮廓的时域信号。最后分析了某水泥混凝土路面在生成的车流荷载作用下的动力响应,为研究车流荷载作用下路面结构动力响应提供了基础性成果。 相似文献
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《岩土力学》2017,(3)
将冻结壁等效为弹性模量、黏聚力呈抛物线分布的功能梯度材料(FGM)厚壁圆筒,基于统一强度理论,考虑中间主应力的影响,推导得到冻结壁的弹性极限荷载、弹塑性应力场及塑性极限荷载的解析解。将所得结果与均质冻结壁进行比较,并分析强度理论参数对各个解析解的影响。研究结果表明:考虑冻结壁的FGM特性,应力分布较均质冻结壁有一定的变化,环向应力由线性分布变为抛物线型分布;环向应力的最大值不再出现在冻结壁的内壁或外壁,而是出现在冻结壁厚度的中部;与均质冻结壁相比,FGM冻结壁的弹性极限荷载较大,但塑性极限荷载却较小;FGM冻结壁的弹性极限荷载、塑性极限荷载、径向应力及环向应力均随强度理论参数的增大而增大。所得结果可为冻结壁的设计提供一定的理论参考。 相似文献
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By using the finite element method and combining it with Westergaard's analysis for concrete pavements, a new design method using 2 metre by 2 metre precast concrete pavement units is presented for heavy duty pavements on low bearing capacity subgrades. One design example is included. 相似文献
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John W. Bull 《国际地质力学数值与分析法杂志》1986,10(2):115-123
Precast concrete pavement units are used in areas with low subgrade CBR values and high static and dynamic loadings. Unlike flexible pavements and rigid pavements, there are no design charts from which pavement engineers can design precast concrete pavements. The author has investigated analytically the relative importance of the factors affecting the ultimate stress and subgrade bearing pressures in precast concrete pavements. Presenting the results in graphical form, the design charts are used toillustrate the new design method. 相似文献
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Modelling of rutting of two flexible pavements with the shakedown theory and the finite element method 总被引：1，自引：0，他引：1
Cyrille Chazallon Georg Koval Pierre Hornych Fatima Allou Saida Mouhoubi 《Computers and Geotechnics》2009
This paper presents a finite element program, for the modelling of rutting of flexible pavements. In its present version, the program incorporates a permanent deformation model for unbound granular materials based on the concept of the shakedown theory developed by Zarka for metallic structures under cyclic loadings and has been used to estimate the permanent deformations of unbound granular materials (UGM) subjected to traffic loading. The calculation is performed in two steps: the first step consists in modelling the resilient behaviour of the pavement in 3D, using non-linear elastic models, to determine the stress field in the pavement. Then stress paths are derived and used to calculate the permanent deformations and the displacements, using a Drucker–Prager yield surface. An application to the prediction of the permanent deformations of experimental pavements with an unbound granular base, tested on the LCPC pavement testing facility is presented. 相似文献
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Elastic–plastic deformations in pavements consisting of layers of different frictional materials are investigated. The upper bound, kinematic shakedown theorem is used to obtain estimates of the critical shakedown loads. Fully general three-dimensional deformations are considered. The influence of the loading distribution, interactions between loads, and the effect of varying the thickness, stiffness and strength of the layers are explored. Consequences of this investigation for particular existing designs of flexible pavements are investigated. In particular, it is found that the strength of the subgrade has no effect on the magnitude of the critical shakedown load. 相似文献
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针对多年冻土区路基路面病害多发的现状,从路面材料入手,对水泥混凝土和沥青两种路面下路基温度场的变化规律进行研究。研究结果表明,在计算高度范围内,对于8.5 m路面宽幅的路基来说,沥青路面下的最大融深大于混凝土路面下的最大融深,尤其在路基高度较低时两种路面下的融深差异更大。最大融化深度和最大融化深度发展速率均与路基高度和路面宽幅有紧密关系,通过研究可以提出有效的措施来保持路基热稳定性,从而减少路基路面病害的发生和公路的运营成本,为今后类似工程提供参考 相似文献
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Groundwater levels vary with precipitation and other environmental impacts, rendering wetting and drying cycles in parts of a slope. It may be quite disadvantageous, as groundwater has been implicated as a crucial controlling factor in slope stability. The wetting–drying cycles can be considered as cyclic loads for the slope. In such cases, a shakedown analysis is appropriate for the long‐term safety evaluation. This paper presents an upper bound shakedown analysis method based on strong version of Koiter's theorem to evaluate slope stability. An element integration method is employed to provide limit and shakedown safety factors for the slope. For plane slip surfaces or logarithmic spiral slip surfaces, the validity of the method is verified by two documented examples. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Lower bound dynamic shakedown theory is a limit state method. It is employed herein to investigate the safety, which is associated with permanent displacement, of slopes under repeated dynamic loads, mainly earthquakes. An efficient numerical method, previously applied to the static shakedown of pavements, is extended to the dynamic shakedown of slopes in this study. It is shown that dynamic shakedown, unlike other limit state methods, is able to consider the dynamic properties of both the load and subsoil. The effect of the soil strength parameters and dynamic features of the soil and loads are examined thoroughly and some illustrative examples are employed. The short-term and long-term behavior of slopes under seismic loads are studied as well, comparing results of the present study with the well-known displacement method of Newmark. 相似文献