基于FLAC3D的軟土路基動力響應(yīng)分析研究.pdf

1、在我國的沿海地區(qū)及許多沖擊平原以低液限粉土、粉砂土為主的沉積土分布最為廣泛。該類型的粉土及粉細砂土粒徑較均勻，顆粒級配性差，水穩(wěn)性差，毛細管發(fā)育，具有凍敏性等物理力學性能。同時該類土的滲透系數(shù)較高，滲透固結(jié)性能相比于一般土體而言也較強，從而使得該類型粉土不適宜作為修建建筑物及構(gòu)筑物的地基，同時也不適合作為路基選址的對象。
　　然而，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各大城市群的規(guī)模不斷擴大，各個城市之間的貿(mào)易往來日益頻繁，對高速公路及普通高

2、等級公路的需求日益增加。其中沿海地區(qū)和中部地區(qū)經(jīng)濟由于人口密集，對省內(nèi)和省際高速公路的需求顯得更加迫切，但是隨著省內(nèi)外高速公路的迅速發(fā)展，全國高速公路的里程數(shù)不斷攀升，在某些地質(zhì)條件不良的區(qū)域規(guī)劃公路路線在所難免，其中就包括了在上述軟土地區(qū)進行公路的設(shè)計和建造。然而由于飽和粉土和粉細砂土的特殊的物理力學性能，使得其在地震、車輛等短暫動荷載作用下，路基內(nèi)部的動孔隙水壓力迅速增大，由于該類土的排水效果差，導(dǎo)致了水壓力來不及消散。伴隨著動孔隙

3、水壓力的不斷累積，有效應(yīng)力不斷降低直至為零，土體完全失去抗剪能力，此時土體表現(xiàn)出類似于液體的狀態(tài)被稱為液化現(xiàn)象。由于土體液化而引起的一系列震害現(xiàn)象，會給人民生命和財產(chǎn)安全造成巨大威脅。
　　因此，結(jié)合特定地質(zhì)資料，從軟土液化機理出發(fā)，通過一系列計算方法，對特定的軟土路基液化以及變形的規(guī)律的研究，可以很好的指導(dǎo)工程實踐，對于由粉土或粉細砂土等低液限土構(gòu)成的軟土地基抵抗震動液化有很大的實用性和現(xiàn)實意義。本文以安徽淮北地區(qū)某高速公路路基

4、的勘探資料為依托通過FLAC3D有限差分法軟件，分析了該地區(qū)飽和軟土路基在未加固情況下的液化特性。
　　本文主要從以下兩個方面對軟土路基進行了研究并得到了相應(yīng)的研究結(jié)論:
　　(1)不同振動荷載加載方式下粉細砂土的動力響應(yīng)研究
　　通過將真實地震波分解為水平振動方向和豎直振動方向分別對土層施加，以模擬土層對不同振動方向地震波的液化響應(yīng)。從而得到路基液化程度以及其分布區(qū)域，通過對數(shù)值計算結(jié)果的分析得出:僅在水平地震荷載分

5、量的作用下，路基的水平位移值與豎直沉降值與雙向地震荷載同時作用時略有差距，液化區(qū)域和有效應(yīng)力變化時程曲線也不相同，豎向地震荷載分量單獨作用時對路基擾動不大，但是與水平地震荷載分量同時作用時路基的動力響應(yīng)與前者不同。研究結(jié)果可為軟件模型計算和振動臺實驗時僅考慮水平振動荷載作用下的研究結(jié)果和真實的雙向振動荷載作用下結(jié)果提供一定的參考和進行近似處理的依據(jù)。
　　(2)路基不同干密度下地震動力響應(yīng)分析
　　本文通過賦予粉細砂土不同的