交通荷载作用下季冻区橡胶颗粒改良粉煤灰土路基动力响应分析

发布时间：2018-03-27 22:03

  本文选题：季节性冻土区　切入点：橡胶颗粒改良粉煤灰土　出处：《吉林大学》2017年硕士论文

【摘要】：道路的发展对于国民经济整体水平的提高有着巨大的意义,所以保证道路长期的稳定运行至关重要。路基是整条道路的基础,道路的质量和使用寿命很大程度上取决于路基的质量及路用寿命。我国东北地区为典型的季冻区,道路经常出现各种各样的冻害问题,比如道路翻浆、路面网裂、道路路面不均匀沉降等。已有对冻害机理的分析,表明冻融循环对易冻胀土强度破坏严重,再加上长期交通荷载作用,该种路基更容易发生失稳破坏,产生各种道路问题。根据之前课题组的研究,橡胶颗粒改良粉煤灰土(简称“RFS-改良土”)具有很好的路用性能,作为路基填土能有效缓解冻融循环对路基的破坏,此外由于RFS-改良土自身的材料组成,又具有非常好的力学稳定性。季冻区路基在交通荷载作用下的变形问题是一个复杂的实际工程问题,本文选取RFS-改良土,通过电液伺服激振试验,对冻融循环后RFS-改良土的加速度、动应力特性进行分析,并利用数值模拟方法,对比分析了RFS-改良土和粉质黏土的动力反应特性。进而为防治季冻区路基的冻胀翻浆提供理论参考依据。文章的具体研究内容如下:1、在电液伺服激振试验中,设置模拟RFS-改良土路基层与对比组粉质黏土路基层模型,通过施加动荷载,研究了RFS-改良土与粉质黏土动应力沿深度的变化规律,并考虑荷载峰值、加载频率等因素影响下土体的动力响应规律,对比分析了两种土经试验测得的动应力、加速度时程曲线变化规律。2、用ABAQUS有限元软件建立试验加载模型,计算结果同试验所测数据进行对比来验证模型的准确性,进而获取动荷载作用后土体表层的沉降情况,提出了RFS-改良土和粉质黏土的加速度与土层沉降关系曲线。3、对试件进行五次冻融循环,研究在冻融循环过程中RFS-改良土在满载加载和超载20%加载情况下的动应力、加速度指标变化情况,从这两项指标分析RFS-改良土经冻融之后动力稳定性,并与粉质黏土进行对比评价。4、在试验中考虑荷载峰值、加载频率等因素,测得经五次冻融循环之后RFS-改良土的动应力、加速度时程曲线,分析在不同因素影响下RFS-改良土与粉质黏土经五次冻融循环之后的动应力、加速度变化趋势,更加全面的对比分析RFS-改良土经冻融之后在动荷载作用下的动力性能。根据试验和有限元模拟获取了RFS-改良土的动应力、加速度、位移时程曲线,经分析RFS-改良土作为路基填料满足正常的路用性能。然后对两类土体分别进行五次冻融循环,结果表明在满载加载和超载20%加载时,RFS-改良土的动应力、加速度稳定性都要好于粉质黏土,拥有更好的动力特性。最后,改变荷载峰值和加载频率,研究了五次冻融循环之后土体的动应力、加速度变化趋势,结果表明在不同因素作用下,RFS-改良土经冻融之后的稳定性明显好于粉质黏土,从季冻区道路保持长期稳定性和抗变形能力的角度,RFS-改良土更适合作为路基填料使用。
[Abstract]:The development of road is of great significance to the improvement of the overall level of the national economy , so it is very important to ensure the long - term stable operation of the road . The subgrade is the foundation of the whole road , the quality and the service life of the road are greatly dependent on the quality of the roadbed and the service life of the road . The dynamic stress , acceleration and displacement time history curves of RFS - modified soil are obtained . The dynamic stress and acceleration stability of RFS - modified soil are better than that of silty clay . The results show that the stability of RFS - modified soil is better than that of silty clay .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U416.1

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