武汉市青年科技晨光计划(201150431070)
- 作品数：8 被引量：123H指数：7
- 相关作者：卢正姚海林胡梦玲刘杰王长柏更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所安徽理工大学西安科技大学更多>>
- 发文基金：武汉市青年科技晨光计划交通部西部交通建设科技项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程天文地球更多>>
- 非饱和路基土模量确定方法被引量：1
- 2012年
- 基于孔隙比和含水量随净应力和基质吸力变化的特征,建立孔隙比和含水量与净应力和基质吸力之间的关系式,并结合非饱和土的本构关系,得到弹性模量E和H及体积模量E w和H w与净应力、基质吸力和含水量之间的关系。然后采用试验数据拟合孔隙比–净应力–基质吸力三维曲面及体积含水量–净应力–基质吸力三维曲面,得到弹性模量E和H及体积模量E w和H w与净应力和含水量关系式中的参数,并分析了净应力和含水量对这4个模量的影响的规律性。分析结果表明:在一定净应力下,模量E随着质量含水量增大而减小;净应力越大,模量E随质量含水量减小越显著;在同一质量含水量下,净应力越大,模量E越大。随着质量含水量增大,模量H单调减小;随着净应力增大,模量H单调增大。在低质量含水量时,增加净应力,体积含水量增大,当质量含水量增加到一定程度以后,增加净应力会引起体积含水量的减小。在一定净应力下,增加吸力会使体积含水量减小;在同一质量含水量下,增加净应力能够减弱吸力对体积含水量的影响。
- 胡梦玲余祥宏姚海林刘杰吴万平
- 关键词：非饱和土本构关系基质吸力模量
- 干密度对路基性能的影响研究被引量：9
- 2012年
- 通过滤纸法试验,测得3种干密度下的土-水特征曲线,拟合得到3种干密度下的Van Genuchten模型参数,分析干密度对土-水特征曲线及Van Genuchten模型参数的影响。通过室内回弹模量试验,分析压实度和含水率对回弹模量的影响,并建立回弹模量与压实度和含水率之间的关系式。基于水力耦合机制,结合试验结果建立地下水位变化作用下的路基湿度及变形的动态响应模型,计算地下水位从-6 m上升到-3 m后,路基的含水率和回弹模量分布以及路基的变形。计算结果表明,干密度对土-水特征曲线Van Genuchten模型参数产生显著影响,饱和体积含水率随着干密度的增大线性减小,残余体积含水率随着干密度的增大线性增大,参数a与进气值的倒数线性相关,参数n随干密度的增大线性增大;回弹模量随着含水率的增大而减小,随着干密度的增大而增大;地下水位上升导致路基土的含水率显著增加,回弹模量明显下降,引起不可忽视的路基变形;不同填筑压实度下,地下水位变化引起的路基变形差异很明显,控制路基土的压实度是提高路基土性能的有效途径。
- 胡梦玲姚海林刘杰卢正游慧杰
- 关键词：干密度土-水特征曲线回弹模量路基
- 非饱和土路基毛细作用的数值与解析方法研究被引量：16
- 2013年
- 通过建立非饱和土毛细作用的孔隙分布的分形模型,推导获得了非饱和土毛细水的最大上升高度,同时基于Richards水分运动微分方程,引入边界及初始条件,基于Laplace变换,得到了毛细作用下非饱和土路基湿度变化的解析解;同时引入算例,将所提出的解析方法计算结果与未简化参数的数值计算结果进行了对比分析;最后考虑不同因素的影响进行了非饱和土路基毛细作用下的湿度变化分析。分析结果表明:解析求解获得的路基湿度变化趋势和未进行参数简化的数值法求解结果基本一致,证明解析解法是合理可信的;路基填筑的初始含水率越大,填土的初始吸力越小,毛细水上升的高度及湿度变化量也相应越小;透水性能较好的路基填土毛细水上升速度较快,但上升高度较小,毛细水可以在较短时间内上升到最大高度;路基的填土类型不同,路基在毛细作用下的湿度变化状态也不同,需要针对不同的填土路基进行相应的防排水措施。
- 刘杰姚海林卢正胡梦玲董启朋
- 关键词：RICHARDS方程毛细作用初始含水率
- 基于动变形控制法的路基临界高度与湿度关系研究被引量：8
- 2014年
- 从力学角度出发,以路基在长期交通荷载作用下不至于变形过大为主要目的,利用动变形控制法,针对路基高度与湿度的相互关系进行了研究。首先,通过室内试验获得了路基土体回弹模量与湿度及压实度的定量关系式;同时基于层状公路结构动力响应解及路基、路面协调变形原理,获得了路基顶面动变形控制标准。结合试验结果和路基顶面动变形控制标准,建立了路基湿度、压实度与路基高度之间的联系。最后,以两种典型沥青混凝土公路结构为例,编制程序进行了数值计算,分析了满足动变形条件下的路基临界高度随路基湿度、压实度的变化规律。结果表明:路基临界高度随着路基湿度的增加而增大。路基湿度低于最优含水率时,路基临界高度随路基湿度和压实度的变化均较小;路基湿度高于最优含水率时,路基临界高度迅速增大,且压实度对临界高度的影响也变得十分显著。研究结果为路基高度和湿度的合理取值提供了新的思路。
- 卢正姚海林胡梦玲陈平
- 基于车辆-道路结构耦合振动的不平整路面动力响应分析被引量：28
- 2013年
- 为了更准确地研究行车荷载作用下道路结构的动力响应,从车辆的组成特点和路面不平整特性出发,将车辆、路面、路基结构作为一个整体系统来建模,提出了车辆-不平整路面-路基结构耦合动力学分析模型,同时考虑轮胎与路面接触处的路面不平整位移、路面本身位移和轮胎与路面相对位移的影响,采用Fourier变换方法推导出了由于路面不平整引起的车辆附加动荷载和路面动力响应的解析表达式,并利用快速傅立叶变换(FFT)方法得到了数值计算结果。分析了行车速度、路面不平整波长、不平整幅值以及路面厚度和模量对路面动力响应的影响。结果发现:车辆-道路耦合振动引起的路面动力响应会出现两个峰值,两个峰值是由于车辆振动频率达到车体系统的两个固有频率共振而产生。因此,工程中应合理控制路面平整度和行车速度,避免共振的发生。
- 卢正姚海林胡智
- 关键词：车辆不平整路面FOURIER变换
- 基于传递-反射矩阵法的层状公路结构动力响应研究被引量：13
- 2012年
- 利用传递-反射矩阵方法和叠加原理推导了双轮胎振动荷载作用下弹性层状公路结构的动力响应解,并利用Hankel数值逆变换技术进行了数值求解。弹性层状结构的传递-反射矩阵同时具有单个矩阵尺寸小、矩阵元素只含有负指数项2个优点,计算结果不受土层单元厚度与荷载频率大小的影响,可以大幅提高计算效率和精度。通过将数值计算与室内模型试验结果进行比较,验证了方法的正确性。在此基础上,分析了面层厚度及模量对层状公路结构动应力、动位移的影响程度和规律,得出了一些有意义的结论。研究结果可为公路路面、路基结构设计提供参考。
- 卢正姚海林胡梦玲王长柏
- 关键词：动力响应HANKEL变换路面设计
- 水位波动下路基湿度动态响应及地下防排水模型试验研究被引量：9
- 2012年
- 设计加工了室内路基防排水模型试验系统,进行了地下水位波动影响下的路基水分迁移及地下防排水的室内试验研究。通过改变地下水位高度,研究了无任何隔水措施、加入普通砂垫层及新型防排水材料作为地下防排水基层工况下路基湿度的动态响应,评价了公路路基地下防排水基层的防排水效果。试验结果表明,在地下水位的波动影响下,近地下水位的路基湿度不仅随着地下水位的变化作相应的变化,上部土体湿度因毛细作用的存在也有较大幅度的增加,当地下水位较低时,砂垫层起到了较好的防排水效果;而当地下水位较高时,砂垫层内部的毛细水上升高度大于砂垫层的高度,路基湿度产生较大变化;新型的防排水材料能有效阻止毛细水进入路基内部,具有较好的防排水效果。
- 刘杰姚海林胡梦玲卢正余东明陈风光
- 关键词：模型试验水分迁移毛细水
- 交通荷载作用下公路路基工作区深度研究被引量：45
- 2013年
- 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。
- 卢正王长柏付建军詹永祥
- 关键词：汽车荷载路面不平整公路工程设计
