【摘 要】
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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
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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力是随深度增加而衰减的,本文得出的影响深度约为5m。(2)选取100kN、200kN的汽车荷载为研究对象得出:随着汽车载重的增加,坝体浅表层应力应变响应剧烈,其中垂向动应力变化最大。(3)选取20km/h、30km/h和40km/h速度下的汽车荷载进行研究,得出汽车行驶速度对于本文模型的影响较小。(4)在对坝体不同深度选定节点的位移时程曲线进行分析时得出,在交通荷载和静水压力的作用下,坝体中间深度部位产生的变形最大,浅表层以及坝底影响较小。(5)由于坝体存在渗流的影响,交通荷载引起的应力应变变化是呈不对称分布的,在迎水坡的引起的变化明显大于背水坡。
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