交通荷载作用下土石坝动力响应研究
发布时间：2022-07-03 17:47
随着我国水利事业和交通道路行业的发展,土石坝、重力坝等都要求坝顶道路有一定的交通承载能力,载重车辆能以一定速度安全、舒适通过。交通荷载对坝体影响较大,易产生不可恢复的变形,为确保工程安全,分析交通荷载对坝体稳定性的影响,揭示坝体在交通荷载工作状态下的变化规律具有重要意义。因土石坝与常规填方路基在材料以及建造方式上存在巨大的差异,这对土石坝的建设提出了更高的挑战。本文通过研究土石坝的动力响应规律,可为未来土石坝坝体、道路设计和工程管理提供依据。随着车流量、载重量的增加,交通荷载对坝体的影响逐步增加。不同于高速公路和铁路等地基的是,土石坝坝体分析需要考虑到渗流的作用,将其简化为一条浸润线。建模时,所用参数均为实地取样并进行室内试验测得,同时将坝体浸润线考虑在内进行建模。在荷载的简化方面,本文将汽车简化为双侧单轮进行模拟,接触面简化为矩形,大小简化为半正弦荷载进行施加。在合理的假定和简化基础上,对汽车在不同载重和不同速度工况下坝体的动力响应进行了研究,结论如下:（1）随着路基深度的增加,选定节点的应力峰值逐渐减小,应力、应变曲线在不同深度表现出不同的波动性。这种变化表明汽车在坝体上产生的动应...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 引言
1.1 背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 土石坝研究现状
1.2.2 交通荷载对道路响应的理论研究现状
1.2.3 交通荷载对道路动力仿真研究现状
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
2 材料与方法
2.1 土体的本构模型
2.1.1 线弹性本构模型
2.1.2 非线性弹性模型
2.1.3 弹塑性模型
2.2 土在动荷载作用下的性质
2.2.1 土的动强度
2.2.2 土的动变形
2.3 土石坝应力和渗流的耦合分析
2.3.1 饱和-非饱和渗流理论
2.3.2 饱和-非饱和渗流基本微分方程
2.4 工程概况
2.5 有限元模型建立
2.5.1 有限元法简介
2.5.2 ANSYS有限元软件简介
2.5.3 土石坝模型建立
3 结果与分析
3.1 坝体总位移计算分析
3.2 坝体各工况动态响应计算结果及分析
3.2.0 模型测点的选取
3.2.1 沿深度方向对动荷载的响应
3.2.2 不同工况对坝体的响应
3.2.3 坝体底部动响应分析
4 讨论
4.1 荷载对坝体的影响
4.2 车速对坝体的影响
4.3 总结
4.4 存在问题及展望
5 结论
6 参考文献
7 致谢
8 攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国交通运输经济发展现状及优化对策[J]. 陈明宇,宋剑. 现代国企研究. 2018(18)
[2]重荷载作用下橡胶沥青面层结构的三维非均布动力响应分析[J]. 吴金民,冯小伟. 公路. 2018(03)
[3]子坝加高工程灰坝坝面布置运灰道路的稳定性分析[J]. 冯永欣,蔡红,张哲源. 水利建设与管理. 2017(11)
[4]基于汽车在凹形受限路面上行驶的动力学分析[J]. 朱福民,江磊,沈宇华. 科技创新与应用. 2016(23)
[5]基于车辆-道路结构耦合振动的不平整路面动力响应分析[J]. 卢正,姚海林,胡智. 岩土工程学报. 2013(S1)
[6]中国土石坝施工技术进步综述[J]. 乔勇,苗树英,续继峰. 水利水电施工. 2012 (06)
[7]用ANSYS分析工程车辆轮胎与路面接触的问题[J]. 刘文武,胡长胜,陆念力. 中国工程机械学报. 2012(03)
[8]水库土石坝设计关键技术研究[J]. 李良信,杨朋朋,王婷婷. 科技资讯. 2012(19)
[9]土石坝溃坝原因分析[J]. 田川,李巍. 现代农业科技. 2011(01)
[10]重型车辆对路面的振动冲击荷载[J]. 赵杰,闫卫红,孟枫林. 交通标准化. 2010(15)
博士论文
[1]重载汽车动力学性能与多目标优化研究[D]. 张景梅.北京交通大学 2018
[2]复杂轮胎力作用下沥青路面力学行为研究[D]. 王扬.北京交通大学 2017
[3]重载汽车与路面相互作用动力学研究[D]. 路永婕.北京交通大学 2011
[4]交通荷载作用下道路与软土复合地基共同作用性状研究[D]. 梅英宝.浙江大学 2004
硕士论文
[1]车辆多轮随机荷载作用下柔性沥青路面动态响应研究[D]. 陈洋.青岛大学 2017
[2]列车荷载作用下地铁隧道结构的动力响应研究[D]. 刘子豪.北京交通大学 2017
[3]车辆动力学状态参数及路面附着系数估算研究[D]. 李少廷.山东理工大学 2017
[4]车路实验系统中车辆模型的动力学分析及实验[D]. 王鹏.石家庄铁道大学 2016
[5]重载车辆及其动态荷载作用下滨海软土地区低矮路基的动力特性[D]. 耿晓婷.河北工业大学 2015
[6]土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法研究[D]. 陈淑婧.北京工业大学 2015
[7]车辆荷载作用下道路—软土地基结构体系动态响应分析[D]. 曹利凌.青岛理工大学 2014
[8]交通荷载作用下的软土地基变形研究[D]. 田飞.扬州大学 2014
[9]干线公路重载交通沥青路面使用性能研究[D]. 尹松.郑州大学 2013
[10]土石坝结构稳定的静动力非线性有限元分析[D]. 欧阳君.新疆农业大学 2010
本文编号：3655359
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 引言
1.1 背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 土石坝研究现状
1.2.2 交通荷载对道路响应的理论研究现状
1.2.3 交通荷载对道路动力仿真研究现状
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
2 材料与方法
2.1 土体的本构模型
2.1.1 线弹性本构模型
2.1.2 非线性弹性模型
2.1.3 弹塑性模型
2.2 土在动荷载作用下的性质
2.2.1 土的动强度
2.2.2 土的动变形
2.3 土石坝应力和渗流的耦合分析
2.3.1 饱和-非饱和渗流理论
2.3.2 饱和-非饱和渗流基本微分方程
2.4 工程概况
2.5 有限元模型建立
2.5.1 有限元法简介
2.5.2 ANSYS有限元软件简介
2.5.3 土石坝模型建立
3 结果与分析
3.1 坝体总位移计算分析
3.2 坝体各工况动态响应计算结果及分析
3.2.0 模型测点的选取
3.2.1 沿深度方向对动荷载的响应
3.2.2 不同工况对坝体的响应
3.2.3 坝体底部动响应分析
4 讨论
4.1 荷载对坝体的影响
4.2 车速对坝体的影响
4.3 总结
4.4 存在问题及展望
5 结论
6 参考文献
7 致谢
8 攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国交通运输经济发展现状及优化对策[J]. 陈明宇,宋剑. 现代国企研究. 2018(18)
[2]重荷载作用下橡胶沥青面层结构的三维非均布动力响应分析[J]. 吴金民,冯小伟. 公路. 2018(03)
[3]子坝加高工程灰坝坝面布置运灰道路的稳定性分析[J]. 冯永欣,蔡红,张哲源. 水利建设与管理. 2017(11)
[4]基于汽车在凹形受限路面上行驶的动力学分析[J]. 朱福民,江磊,沈宇华. 科技创新与应用. 2016(23)
[5]基于车辆-道路结构耦合振动的不平整路面动力响应分析[J]. 卢正,姚海林,胡智. 岩土工程学报. 2013(S1)
[6]中国土石坝施工技术进步综述[J]. 乔勇,苗树英,续继峰. 水利水电施工. 2012 (06)
[7]用ANSYS分析工程车辆轮胎与路面接触的问题[J]. 刘文武,胡长胜,陆念力. 中国工程机械学报. 2012(03)
[8]水库土石坝设计关键技术研究[J]. 李良信,杨朋朋,王婷婷. 科技资讯. 2012(19)
[9]土石坝溃坝原因分析[J]. 田川,李巍. 现代农业科技. 2011(01)
[10]重型车辆对路面的振动冲击荷载[J]. 赵杰,闫卫红,孟枫林. 交通标准化. 2010(15)
博士论文
[1]重载汽车动力学性能与多目标优化研究[D]. 张景梅.北京交通大学 2018
[2]复杂轮胎力作用下沥青路面力学行为研究[D]. 王扬.北京交通大学 2017
[3]重载汽车与路面相互作用动力学研究[D]. 路永婕.北京交通大学 2011
[4]交通荷载作用下道路与软土复合地基共同作用性状研究[D]. 梅英宝.浙江大学 2004
硕士论文
[1]车辆多轮随机荷载作用下柔性沥青路面动态响应研究[D]. 陈洋.青岛大学 2017
[2]列车荷载作用下地铁隧道结构的动力响应研究[D]. 刘子豪.北京交通大学 2017
[3]车辆动力学状态参数及路面附着系数估算研究[D]. 李少廷.山东理工大学 2017
[4]车路实验系统中车辆模型的动力学分析及实验[D]. 王鹏.石家庄铁道大学 2016
[5]重载车辆及其动态荷载作用下滨海软土地区低矮路基的动力特性[D]. 耿晓婷.河北工业大学 2015
[6]土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法研究[D]. 陈淑婧.北京工业大学 2015
[7]车辆荷载作用下道路—软土地基结构体系动态响应分析[D]. 曹利凌.青岛理工大学 2014
[8]交通荷载作用下的软土地基变形研究[D]. 田飞.扬州大学 2014
[9]干线公路重载交通沥青路面使用性能研究[D]. 尹松.郑州大学 2013
[10]土石坝结构稳定的静动力非线性有限元分析[D]. 欧阳君.新疆农业大学 2010
本文编号：3655359
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