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题名多雨地区路基湿度变化对路面力学响应影响研究
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作者
何亮
李慧丽
刘维正
粟双全
黄轩嘉
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机构
湖南省衡永高速公路建设开发有限公司
湖南省交通规划勘察设计院
中南大学土木工程学院
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出处
《防灾减灾工程学报》
北大核心
2025年第5期1151-1162,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(52078500)
湖南省自然科学基金项目(2019JJ40344)资助。
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文摘
为了分析多雨地区环境作用下路基湿度变化对路面结构力学响应的影响,通过建立考虑应力水平和基质吸力的动态回弹模量MR预估模型,采用COMSOL软件建立路基路面结构数值模型,运用系数型偏微分方程将MR嵌入数值模型的本构关系中,结合实测数据与规范法计算结果对比,验证了模型的适用性,并对不同降雨和地下水位条件下路面弯沉和疲劳寿命的历时变化规律进行分析。结果表明:回弹模量随含水率增加而减小,弯沉值随含水率增加而增大;当路基土的饱和度由79%增至90%时,路面最大弯沉值增加了126μm。当地下水位由-5 m升至0 m时,路表最大弯沉值增加62%。采用我国和美国路面设计规范中的疲劳寿命计算方法得到的沥青路面层疲劳寿命结果均有较高的准确度,最大误差只有2%。随着地下水位的升高,面层底最大拉应力呈线性增大而疲劳寿命减小;当地下水位升高5 m,面层底拉应变提升28.35%,沥青路面层疲劳寿命降低62.8%。研究结果为多雨地区道路结构设计和长期性能保障提供理论依据。
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关键词
道路工程
力学响应
数值模拟
路基土
弯沉值
疲劳寿命
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Keywords
road engineering
mechanical response
numerical simulation
subgrade soils
deflection value
fatigue life
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分类号
U416
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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