论文摘要
路基是道路工程的重要组成部分，是道路的承重主体，无论是公路路基还是轨道路基，其都承受着路面传来的车辆荷载和路面的自重。路基质量的好坏，直接影响到路面或道轨的使用质量，在其上部荷载的作用下，路基将产生过量应力和变形，甚至招致破坏。随着生产力的发展和人们生活水平的提高，运输货车和私家车辆越来越多，交通量增大，堵车现象和交通事故日趋严重，路基承受路面传来的荷载变得更加的复杂，由于荷载的复杂性导致了路基土力学特性的不确定性，所以研究多荷载作用下路基土的力学行为具有一定的实际意义。本文回顾了单一荷载作用下路基土的力学特性研究现状，了解有关路基土特性的理论研究、试验研究、数值分析等分析方法以及在动荷载或静荷载单独作用下路基土的应力、应变变化规律。依据荷载叠加理论，建立了动、静荷载耦合作用下的加载模型，并提出了组合荷载、组合应力、组合沉降变形等概念，为本论文的数据采集和数据分析提供方便，并为进一步研究多荷载作用下路基土的力学特性奠定基础。本文根据相似理论，通过室内相似模型试验，研究层状路基土在动荷载和静荷载耦合作用下的应力、变形发展規律。保持动载不变，通过改变静载的大小，研究动、静组合荷载作用下层状土路基的应力和沉降变化规律。利用弹塑性理论和有限元动力学基本原理，运用ANSYS有限元分析软件进行瞬态动力反应分析，得出了动、静荷载耦合作用层状土路基的应力、变形变化规律，通过改变静载大小或动载幅值，研究不同组合荷载作用下层状路基的应力、沉降变化规律。通过室内模型试验与有限元数值的分析比较，得出动静荷载耦合作用下层状土路基应力、变形变化规律：动、静组合荷载作用下路基土中的组合应力和组合位移约等于各荷载单独作用时产生的应力和位移之和；层状土路基中的组合应力和组合变形随着深度的增加成非线性减小，组合应力的最大值出现在组合荷载加载点的下方，且主要表现为竖向应力；同一层介质中，组合应力和组合沉降随着深度的增加成线性衰减，衰减速度的快慢与材料的性质和施工质量有关；动载幅值、作用周期保持不变，随着静载的增加，路基中的组合应力和组合位移成线性增加，保持静载大小和动载作用周期不变，路基中的组合应力随着动载的增加成线性增加；组合应力和组合沉降变形沿路基宽度向两边逐渐衰减，且成正态分布曲线趋势衰减。总之，研究结构为路基的设计、施工、运行和维护提供了参考依据。